KR20170018130A - 표시 장치 - Google Patents

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KR20170018130A
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Abstract

적색 화소 영역, 녹색 화소 영역, 청색 화소 영역 및 백색 화소 영역을 포함하는 기판; 상기 기판 위에 배치된 게이트선 및 데이터선; 상기 게이트선 및 상기 데이터선에 각각 연결된 박막 트랜지스터; 상기 게이트선, 상기 데이터선 및 상기 박막 트랜지스터 위에 위치하고 상기 적색 화소 영역, 상기 녹색 화소 영역 및 상기 청색 화소 영역에서 홈을 갖는 절연층; 상기 절연층 위에 위치하고 상기 적색 화소 영역, 상기 녹색 화소 영역 및 상기 청색 화소 영역에 위치하는 반사층; 상기 홈에 배치된 색필터; 및 상기 색필터와 상기 절연층 위에 배치되고 상기 박막 트랜지스터와 연결되는 투명 화소 전극;을 포함하는 표시 장치를 포함한다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은 반사형 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광 손실을 방지하는 반사형 표시 장치에 관한 것이다.
최근 기존의 브라운관을 대체하여 액정 표시 장치, 전기 영동 표시 장치 등의 표시 장치가 많이 사용되고 있다. 상기 표시 장치는 수광형 소자로서 별도의 광원이 필요하다. 이에 따라, 상기 표시 장치는 내장된 백라이트를 광원으로 이용하여 화상을 표시하는 투과형 표시 장치와 백라이트의 사용없이 자연광을 광원으로 이용하여 화상을 표시하는 반사형 표시 장치로 구분된다.
최근, 적색, 녹색 및 청색의 3색 화소에 백색 화소를 추가하여 휘도와 해상도를 개선할 수 있는 4 색의 화소 구조를 갖는 반사형 표시 장치가 제조되고 있다. 그러나 반사형 표시 장치의 경우 백색 화소에 위치하는 컬러 포토레지스트(photoresist)로 인하여 외부광의 반사율이 저하되고 색재현성이 낮아지는 문제점이 발생하고 있다.
본 발명은 휘도와 색재현성을 동시에 만족시키는 반사형 표시 장치를 제안하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 적색 화소 영역, 녹색 화소 영역, 청색 화소 영역 및 백색 화소 영역을 포함하는 기판; 상기 기판 위에 배치된 게이트선 및 데이터선; 상기 게이트선 및 상기 데이터선에 각각 연결된 박막 트랜지스터; 상기 게이트선, 상기 데이터선 및 상기 박막 트랜지스터 위에 위치하고 상기 적색 화소 영역, 상기 녹색 화소 영역 및 상기 청색 화소 영역에서 홈을 갖는 절연층; 상기 절연층 위에 위치하고 상기 적색 화소 영역, 상기 녹색 화소 영역 및 상기 청색 화소 영역에 위치하는 반사층; 상기 홈에 배치된 색필터; 및 상기 색필터와 상기 절연층 위에 배치되고 상기 박막 트랜지스터와 연결되는 투명 화소 전극;을 포함하는 표시 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 반사층은 상기 색필터와 상기 절연층 사이에 위치할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 백색 화소 영역에 위치하는 불투명 화소 전극을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 불투명 화소 전극은 상기 반사층과 이격될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 불투명 화소 전극은 상기 반사층과 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 투명 화소 전극은 상기 적색 화소 영역, 상기 녹색 화소 영역 및 상기 청색 화소 영역에 위치할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 반사층은 상기 백색 화소 영역에 위치할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 투명 화소 전극은 상기 적색 화소 영역, 상기 녹색 화소 영역, 상기 청색 화소 영역 및 상기 백색 화소 영역에 위치할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 기판은 상기 적색 화소 영역, 상기 녹색 화소 영역, 상기 청색 화소 영역 및 상기 백색 화소 영역을 둘러싸고 상기 게이트선 및 상기 데이터선과 중첩하는 차광 영역을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 반사층은 상기 차광 영역에 위치할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 적색 화소 영역, 녹색 화소 영역, 청색 화소 영역 및 백색 화소 영역을 포함하는 기판; 상기 기판 위에 배치된 게이트선 및 데이터선; 상기 게이트선 및 상기 데이터선에 각각 연결된 박막 트랜지스터; 상기 게이트선, 상기 데이터선 및 상기 박막 트랜지스터 위에 위치하는 제1 절연층; 상기 제1 절연층 위에 위치하고 상기 적색 화소 영역, 녹색 화소 영역 및 청색 화소 영역에서 개구부를 갖는 제2 절연층; 상기 제1 절연층과 상기 제2 절연층 위에 위치하고 상기 적색 화소 영역, 녹색 화소 영역 및 청색 화소 영역에 위치하는 반사층; 상기 개구부에 배치된 색필터; 및 상기 색필터와 상기 제2 절연층 위에 배치되고 상기 박막 트랜지스터와 연결되는 투명 화소 전극;을 포함하는 표시장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 반사층은 상기 색필터와 상기 제1 절연층 사이에 위치할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 백색 화소 영역에 위치하는 불투명 화소 전극을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 불투명 화소 전극은 상기 반사층과 이격될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 불투명 화소 전극은 상기 반사층과 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 투명 화소 전극은 상기 적색 화소 영역, 상기 녹색 화소 영역 및 상기 청색 화소 영역에 위치할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 반사층은 상기 백색 화소 영역에 위치할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 투명 화소 전극은 상기 적색 화소 영역, 상기 녹색 화소 영역, 상기 청색 화소 영역 및 상기 백색 화소 영역에 위치할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 기판은 상기 적색 화소 영역, 상기 녹색 화소 영역, 상기 청색 화소 영역 및 상기 백색 화소 영역을 둘러싸고 상기 게이트선 및 상기 데이터선과 중첩하는 차광 영역을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 반사층은 상기 차광 영역에 위치할 수 있다.
본 발명은 백색 화소 영역에 컬러 포토레지스트를 제거하고 반사층 또는 불투명 화소 전극을 배치함에 따라 외부광의 반사율 저하를 방지하고 휘도를 높일 수 있다.
또한, 본 발명은 반사층이 절연층 위에 배치됨에 따라 절연층에 의한 광 손실을 방지할 수 있고 외부광의 황색화(yellowish)를 방지할 수 있고 색재현율이 높아진다.
또한, 본 발명은 백색을 구현하는 컬러 포토레지스트를 제거함에 따라 마스크 공정이 줄어들고 제조 비용이 절감된다.
또한, 본 발명은 반사층이 기존보다 액정층에 가까워짐에 따라 혼색이 방지되고, 반사층이 상부 기판과 가까워짐에 따라 상 흔들림이 방지된다.
도 1은 본 발명의 실시예1 에 따른 복수의 화소를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 2 는 도 1의 I-I’선을 따라 절단한 단면도이다.
도 3은 도 1의 복수의 화소와 도2의 제2 절연층을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예2 에 따른 표시 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예3 에 따른 표시 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 소자 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
먼저, 도 1 내지 도 2를 참고하여 본 발명의 실시예1에 따른 표시 장치에 대하여 설명한다. 본 실시예 1에서 반사형 액정 표시 장치를 예로서 설명한다. 특별한 언급이 없는 한 본 실시예 1에서 액정 표시 장치는 반사형 액정 표시 장치임을 전제한다.
도 1은 본 발명의 실시예1 에 따른 복수의 화소를 개략적으로 나타낸 평면도이다. 도 2 는 도 1의 I-I’선을 따라 절단한 단면도이다. 도 3은 도 1의 복수의 화소와 도2의 제2 절연층을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예1에 따른 액정 표시 장치는 복수개의 화소(R, G, B, W)를 포함한다. 복수개의 화소(R, G, B, W)는 적색 화소(R), 녹색 화소(G), 청색 화소(B), 및 백색 화소(W)를 포함한다. 예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이 적색 화소(R), 녹색 화소(G), 청색 화소(B), 및 백색 화소(W)는 2 X 2의 행렬로 배치되어 있으며 한 화소군을 이룬다. 도 1에서 설명의 편의상 하나의 화소군만을 표시하였으나, 실제로는 화소군이 복수의 열과 복수의 행을 가진 매트릭스 형태로 배열된다. 화소군은 서로 동일한 구조를 가지므로 이하에서는, 설명의 편의상 하나의 화소군만을 일예로서 설명한다. 여기서, 화소군은 2 X 2의 행렬로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 화소군의 형상은 라인 형상, V 자 형상, Z 자 형상 등 다양하게 변형될 수 있다.
제1 기판(110)은 적색 화소 영역(10), 녹색 화소 영역(10), 청색 화소 영역(10), 백색 화소 영역(20) 및 차광 영역(30)을 포함한다. 복수개의 화소(R, G, B, W)는 제1 기판(110)의 각각의 화소 영역(10, 20)에 배치된다. 게이트선(121)과 데이터선(171)은 매트릭스(matrix) 형태로 배열되어 복수개의 화소 영역(10, 20)을 정의한다. 이하에서 설명의 편의를 위해 적색 화소 영역(10), 녹색 화소 영역(10) 및 청색 화소 영역(10)을 유색 화소 영역(10)으로 통칭하여 설명한다.
한편, 차광 영역(30)은 유색 화소 영역(10) 및 백색 화소 영역(20)을 둘러싸고 게이트선(121) 및 데이터선(171)과 중첩한다.
화소 영역(10, 20)에 화소 전극(191)이 배치된다. 유색 화소 영역(10)에 투명한 도전성 전극으로 이루어진 투명 화소 전극(191r, 191g, 191b)이 배치되는 반면, 백색 화소 영역(20)에 반사율이 우수한 금속 물질로 이루어지는 불투명 화소 전극(191w)이 배치된다. 불투명 화소 전극(191w)은 반사 전극 및 화소 전극의 역할을 동시에 한다. 게이트선(121)과 데이터선(171)의 교차점에 박막 트랜지스터가 배치되어 화소 전극(191)에 인가되는 전압을 조절한다. 한편, 반사층(130)은 백색 화소 영역(20)과 드레인 전극(175)을 노출시키는 접촉 구멍(185)을 제외하고 제1 기판(110)의 전면에 배치된다.
이와 같이 구성되는 액정 표시 장치는 반사형 표시 장치로 동작된다. 액정 표시 장치는 입사된 자연광 또는 외부광이 반사층(130)과 불투명 화소 전극(191w)에 반사되어 액정층(3)을 통과시키고 화상을 표시한다.
액정 표시 장치를 이루는 각각의 구성에 대해 자세히 설명하면 다음과 같다.
액정 표시 장치는 서로 마주하는 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200) 및 이들 두 표시판(100, 200) 사이에 위치하는 액정층(3)을 포함한다.
먼저, 하부 표시판(100)에 대하여 설명한다.
제1 기판(110) 위에 복수의 게이트선(gate line)(121)이 형성되어 있다.
게이트선(121)은 게이트 신호를 전달하고 주로 가로 방향으로 뻗는다. 각 게이트선(121)은 복수의 게이트 전극(gate electrode)(124)을 포함한다.
게이트선(121) 위에 게이트 절연막(gate insulating layer)(140)이 형성되어 있다. 게이트 절연막(140)은 질화규소(SiNx) 또는 산화규소(SiOx) 따위의 무기 절연물 등으로 만들어질 수 있다.
게이트 절연막(140) 위에 복수의 반도체(154)가 형성되어 있다. 반도체(154)는 게이트 전극(124)을 따라 뻗어 있는 돌출부를 포함한다. 이외에도, 반도체(154)는 게이트 전극(124) 위에만 배치될 수도 있다.
반도체(154)는 비정질 규소, 다결정 규소, 또는 산화물 반도체를 포함할 수 있다. 산화물 반도체는 아연(Zn), 갈륨(Ga), 인듐(In) 및 주석(Sn)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
예컨대, 산화물 반도체는 아연(Zn), 갈륨(Ga), 주석(Sn) 또는 인듐(In)을 기본으로 하는 산화물, 또는 복합 산화물인 산화아연(ZnO), 인듐-갈륨-아연 산화물(InGaZnO4), 인듐-아연 산화물(In-Zn-O), 아연-주석 산화물(Zn-Sn-O) 등과 같은 산화물 반도체 재료를 이용하여 만들어질 수 있다.
구체적으로, 산화물 반도체는 인듐(In), 갈륨(Ga), 아연(Zn) 및 산소(O)를 포함하는 IGZO계의 산화물을 포함할 수 있다. 이외에도 산화물 반도체는 In-Sn-Zn-O계 금속 산화물, In-Al-Zn-O계 금속 산화물, Sn-Ga-Zn-O계 금속 산화물, Al-Ga-Zn-O계 금속 산화물, Sn-Al-Zn-O계 금속 산화물, In-Zn-O계 금속 산화물, Sn-Zn-O계 금속 산화물, Al-Zn-O계 금속 산화물, In-O계 금속 산화물, Sn-O계 금속 산화물, 및 Zn-O계 금속 산화물을 포함할 수 있다.
반도체(154) 및 반도체 돌출부 위에 복수의 저항성 접촉 부재(ohmic contact)(161, 163, 165)가 형성되어 있다. 저항성 접촉 부재 (161, 163, 165)는 게이트 전극(124)을 중심으로 서로 마주하며 쌍을 이루어 반도체(154) 위에 배치되어 있다.
저항성 접촉 부재(161, 163, 165)는 인 따위의 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어지거나 실리사이드(silicide)로 만들어질 수 있다.
저항성 접촉 부재(161, 163, 165) 위에 복수의 데이터선(data line)(171)과 복수의 드레인 전극(drain electrode)(175)을 포함하는 데이터 도전체가 형성되어 있다.
데이터선(171)은 데이터 신호를 전달하며 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121)과 교차한다. 각 데이터선(171)은 게이트 전극(124)을 향하여 뻗은 복수의 소스 전극(source electrode)(173)을 포함한다.
드레인 전극(175)은 게이트 전극(124)을 중심으로 소스 전극(173)과 마주하는 막대형 끝 부분과 면적이 넓은 다른 끝 부분을 포함한다.
게이트 전극(124), 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)은 반도체(154)와 함께 스위칭 소자인 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 이룬다. 반도체(154)는 데이터선(171), 드레인 전극(175) 및 그 하부의 저항성 접촉 부재(161, 163, 165)와 거의 동일한 평면 형태를 가질 수 있다.
데이터 도전체(171, 175) 및 노출된 반도체(154) 위에 제1 절연층(180a)이 위치하며, 제1 절연층(180a)은 유기 절연 물질 또는 무기 절연 물질 등으로 이루어질 수 있다. 한편, 제1 절연층(180a)은 생략될 수 있다.
제1 절연층(180a) 위에 제2 절연층(180b)이 형성된다. 제2 절연층(180b)은 유기물질로 이루어질 수 있다. 제2 절연층(180b)은 게이트선(121), 데이터선(171) 및 박막 트랜지스터 위에 위치한다.
제2 절연층(180b)은 유색 화소 영역(10)에서 홈(181)을 갖는다. 따라서, 제2 절연층(180b)은 유색 화소 영역(10) 보다 백색 화소 영역(20) 및 차광 영역(30)에서 더 큰 높이를 갖는다.
반사층(130)은 제2 절연층(180b) 위에 위치하고 유색 화소 영역(10)에 위치한다. 또한, 반사층(130)은 외부광의 반사율을 높이기 위해 차광 영역(30)에도 위치한다. 반사층(130)은 색필터(230)와 제2 절연층(180b) 사이에 위치한다. 예를 들면, 반사층(130)은 백색 화소 영역(20)과 드레인 전극(175)을 노출시키는 접촉 구멍(185)을 제외하고 제1 기판(110)의 전면에 배치된다. 반사층(130)은 알루미늄, 은, 크롬 또는 그 합금 등의 반사성 금속으로 만들어질 수 있다.
한편, 반사층(130)은 게이트선(121)이나 데이터선(171) 등의 신호선과 연결되지 않고 외부에서 입사된 광을 반사시키는 역할만을 한다.
한편, 반사층(130)은 외부로부터 입사되는 광의 반사효율을 높이기 위해 표면에 요철(미도시)이 형성될 수 있다.
색필터(230)는 제2 절연층(180b)의 홈에 배치된다. 색필터(230)는 유색 화소 영역(10)에 각각 중첩하는 적색 색필터(230R), 녹색 색필터(230G) 및 청색 색필터(230B)를 포함한다. 각 색필터(230R, 230G, 230B)는 기본색(primary color) 중 하나를 고유하게 표시할 수 있으며, 기본색의 예로는 적색, 녹색, 청색 등 삼원색 또는 황색(yellow), 청록색(cyan), 자홍색(magenta) 등을 들 수 있다. 색필터(230R, 230G, 230B)는 유기 물질로 이루어진다.
색필터(230)와 제2 절연층(180b) 위에 화소 전극(191)이 배치된다. 화소 전극(191)은 접촉 구멍(185)을 통하여 드레인 전극(175)과 전기적으로 연결되어 데이터 전압을 전달받는다. 데이터 전압을 인가받은 화소 전극(191)은 공통 전압을 인가받은 공통 전극(270)과 함께 액정층(3)에 전기장을 생성한다. 화소 전극(191)은 유색 화소 영역(10)에 배치되는 투명 화소 전극(191r, 191g, 191b)과 백색 화소 영역(20)에 배치되는 불투명 화소 전극(191w)을 포함한다.
투명 화소 전극(191r, 191g, 191b)은 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질로 만들어질 수 있다.
불투명 화소 전극(191w)은 제2 절연층(180b) 위에 위치하고 백색 화소(W)를 구동시키는 데이터 전압을 드레인 전극(175)으로부터 전달받는다. 불투명 화소 전극(191w)은 반사층(130)과 이격된다. 또한, 불투명 화소 전극(191w)은 반사층(130)과 동일한 물질로 이루어진다.
한편, 지지 부재(260)는 차광 영역(30)에 배치된다. 지지부재(260)는 두개의 기판(110, 210)을 지지하는 메인 컬럼 스페이서에 해당한다. 지지부재(260)는 차광 부재(220)와 중첩할 수 있다.
이와 같이 백색 화소 영역(20)에 백색 컬러 포토레지스트를 배치하지 않고 제2 절연층(180b)이 백색 화소 영역(20)에서 더 큰 높이를 가짐에 따라 액정 표시 장치의 광 손실이 방지된다. 즉, 기존에 백색 컬러 포토레지스트 하부에 반사층이 배치됨에 따라 백색 컬러 포토레지스트에 의한 광 손실이 발생했으나 본 발명은 백색 컬러 포토레지스트가 제거되므로 광 손실이 줄어든다. 광 손실이 줄어들므로 액정 표시 장치는 휘도가 높아질 수 있다.
또한, 백색 컬러 포토레지스트가 제거됨에 따라 백색과 적색, 녹색 및 청색 등의 유색간의 색간섭 현상이 줄어들고 유색의 색재현성이 높아진다. 따라서 본 발명의 액정 표시 장치는 휘도를 높이면서 색재현성도 높일 수 있다.
또한, 제2 절연층(180b) 바로 위에 반사층(130)과 불투명 화소 전극(191w)이 배치됨에 따라 액정 표시 장치는 제2 절연층(180b)에 의한 광 손실을 줄이고 외부광의 황색화(yellowish)를 방지할 수 있다. 왜냐하면 제2 절연층(180b)에 입사된 광의 일부가 손실될 수 있고, 제2 절연층(180b)을 이루는 유기 물질은 황색 물질을 일반적으로 포함하므로 제2 절연층(180b)을 통과한 광은 황색화될 수 있기 때문이다.
이외에도 본 발명은 백색을 구현하는 컬러 포토레지스트를 제거함에 따라 마스크 공정이 줄어들고 제조 비용이 절감되고, 반사층(130) 및 불투명 화소 전극(191w)이 기존보다 액정층(3)에 가까워짐에 따라 혼색이 방지되고, 반사층(130) 및 불투명 화소 전극(191w)이 제2 기판(210)과 가까워짐에 따라 상 흔들림이 방지된다.
그러면, 상부 표시판(200)에 대하여 설명한다.
제2 기판(210) 위에 게이트선(121), 데이터선(171) 및 박막 트랜지스터와 대응하는 부분에 블랙 매트릭스(black matrix)라고 하는 차광 부재(220)가 형성되어 있다. 차광 부재(220)는 빛샘을 막아준다. 차광 부재(220)는 화소 전극(191)과 마주보며 화소 전극(191)과 거의 동일한 모양을 가지는 복수의 개구부를 가지고 있다. 그러나 차광 부재(220)는 게이트선(121) 및 데이터선(171)에 대응하는 부분과 박막 트랜지스터에 대응하는 부분으로 이루어질 수 있다. 차광 부재(220) 위에 덮개막(250)이 형성되어 있다. 덮개막(250)은 차광 부재(220)가 노출되는 것을 방지하고 평탄면을 제공하는 것으로, 생략할 수 있다.
덮개막(250) 위에 공통 전극(common electrode)(270)이 형성되어 있다. 공통 전극(270)은 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질로 만들어질 수 있다. 공통 전극(270)은 면형으로서 제2 기판(210) 전면 위에 통판으로 형성되어 있을 수 있다.
두 표시판(100, 200)의 안쪽 면에는 배향막(alignment layer)(미도시)이 각각 형성되어 있다. 표시판(100, 200)의 바깥쪽 면에 편광판(polarizer)(미도시)이 각각 구비되어 있는데, 두 편광판의 편광축은 직교 또는 평행하다. 반사형 액정 표시 장치의 경우에는 두 개의 편광판 중 하나가 생략될 수 있다.
하부 표시판(100)과 상부 표시판(200) 사이에 들어 있는 액정층(3)은 액정 분자(도시하지 않음)를 포함하며 액정 분자는 전기장이 없는 상태에서 그 장축이 두 표시판(100, 200)의 표면에 대하여 수평을 이루도록 배향되어 있을 수 있다.
액정층(3)은 양의 유전율 이방성을 가질 수 있고, 음의 유전율 이방성을 가질 수도 있다. 액정층(3)의 액정 분자는 일정한 방향으로 선경사를 가지도록 배향되어 있을 수 있고, 이러한 액정 분자의 선경사 방향은 액정층(3)의 유전율 이방성에 따라 변화가능하다.
데이터 전압이 인가된 화소 전극(191)은 공통 전압을 인가받는 공통 전극(270)과 함께 액정층(3)에 전기장을 생성함으로써 액정층(3)의 액정 분자의 방향을 결정하고 해당 영상을 표시한다.
하기에서 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예 2에 따른 액정 표시 장치를 설명한다. 설명의 편의를 위해 실시예 1과 동일한 구성에 대한 설명은 생략한다.
도 4는 본 발명의 실시예2 에 따른 표시 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 반사층(131)은 제2 절연층(180b) 위에 위치하고 백색 화소 영역(20)에도 위치한다.
반사층(131)과 색필터(230) 위에 제3 절연층(180c)이 위치한다. 제3 절연층(180c)은 무기 절연막일 수도 있으며, 색필터(230)의 성분이 외부로 노출되는 것을 방지할 수 있고, 색필터(230)의 변형이나 변색을 방지할 수 있다.
백색 화소 영역(20)에 위치하는 화소 전극(191w)은 실시예 1과 달리 투명한 도전성 전극으로 이루어진다. 즉, 투명 화소 전극(191r, 191g, 191b, 191w)은 유색 화소 영역(10) 및 백색 화소 영역(20)에 배치된다.
이와 같이 구성될 경우 액정 표시 장치는 기존보다 광 손실이 방지될 수 있다.
하기에서 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예 3에 따른 액정 표시 장치를 설명한다. 설명의 편의를 위해 실시예 1과 동일한 구성에 대한 설명은 생략한다. 또한, 적색 화소 영역, 청색 화소 영역 및 녹색 화소 영역은 유색 화소 영역으로 통칭하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 실시예3 에 따른 표시 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 1 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예 3에 따른 표시 장치는 유색 화소 영역(10) 및 백색 화소 영역(20)을 포함하는 기판(이하 제1 기판, 110), 제1 기판(110) 위에 배치된 게이트선(121) 및 데이터선(171), 게이트선(121) 및 데이터선(171)에 각각 연결된 박막 트랜지스터, 게이트선(121), 데이터선(171) 및 박막 트랜지스터 위에 위치하는 제1 절연층(180a), 제1 절연층(180a) 위에 위치하고 유색 화소 영역(10)에서 개구부(182)를 갖는 제2 절연층(180b), 제1 절연층(180a)과 제2 절연층(180b) 위에 위치하고 유색 화소 영역(10)에 위치하는 반사층(130), 개구부(182)에 배치된 색필터(230), 및 색필터(230)와 제2 절연층(180b) 위에 배치되고 박막 트랜지스터와 연결되는 투명 화소 전극(191r, 191g, 191b)을 포함한다. 이외에도 백색 화소 영역(20)에 불투명 화소 전극(191w)이 반사층(130)과 이격되어 배치된다.
본 발명의 실시예 3에 따른 표시 장치는 실시예 1과 달리 제2 절연층(180b)이 유색 화소 영역(10)에서 개구부(182)를 갖는다. 색필터(230)는 개구부(182)에 배치된다. 실시예 3에 따른 액정 표시 장치는 유색 화소 영역(10)에서 제2 절연층(180b)이 제거되는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 구성 및 효과를 갖는다.
이상에서 설명된 본 발명의 표시장치의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명의 보호범위는 본 발명 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등예를 포함할 수 있다.
3: 액정층 100: 하부 표시판
110: 제1 기판 121: 게이트선
124: 게이트 전극 130, 131: 반사층
140: 게이트 절연막 154: 반도체
161, 163, 165: 저항성 접촉 부재
171: 데이터선 173: 소스 전극
175: 드레인 전극 180: 보호막
181: 홈 182: 개구부
185: 접촉 구멍 191: 화소 전극
191r, 191g, 191b: 투명 화소 전극
191w: 불투명 화소 전극 180a: 제1 절연층
180b: 제2 절연층 180c: 제3 절연층
200: 상부 표시판 210: 제2 기판
220: 차광 부재 230: 색필터
230R, 230G, 230B: 적색, 녹색, 청색 색필터
250: 덮개막 260: 지지 부재
270: 공통 전극

Claims (20)

  1. 적색 화소 영역, 녹색 화소 영역, 청색 화소 영역 및 백색 화소 영역을 포함하는 기판;
    상기 기판 위에 배치된 게이트선 및 데이터선;
    상기 게이트선 및 상기 데이터선에 각각 연결된 박막 트랜지스터;
    상기 게이트선, 상기 데이터선 및 상기 박막 트랜지스터 위에 위치하고 상기 적색 화소 영역, 상기 녹색 화소 영역 및 상기 청색 화소 영역에서 홈을 갖는 절연층;
    상기 절연층 위에 위치하고 상기 적색 화소 영역, 상기 녹색 화소 영역 및 상기 청색 화소 영역에 위치하는 반사층;
    상기 홈에 배치된 색필터; 및
    상기 색필터와 상기 절연층 위에 배치되고 상기 박막 트랜지스터와 연결되는 투명 화소 전극;을 포함하는 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 반사층은 상기 색필터와 상기 절연층 사이에 위치하는 표시장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 백색 화소 영역에 위치하는 불투명 화소 전극을 더 포함하는 표시장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 불투명 화소 전극은 상기 반사층과 이격된 표시장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 불투명 화소 전극은 상기 반사층과 동일한 물질로 이루어진 표시장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 투명 화소 전극은 상기 적색 화소 영역, 상기 녹색 화소 영역 및 상기 청색 화소 영역에 위치하는 표시장치.
  7. 제2 항에 있어서,
    상기 반사층은 상기 백색 화소 영역에 위치하는 표시장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 투명 화소 전극은 상기 적색 화소 영역, 상기 녹색 화소 영역, 상기 청색 화소 영역 및 상기 백색 화소 영역에 위치하는 표시장치.
  9. 제2 항에 있어서,
    상기 기판은 상기 적색 화소 영역, 상기 녹색 화소 영역, 상기 청색 화소 영역 및 상기 백색 화소 영역을 둘러싸고 상기 게이트선 및 상기 데이터선과 중첩하는 차광 영역을 더 포함하는 표시 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 반사층은 상기 차광 영역에 위치하는 표시 장치.
  11. 적색 화소 영역, 녹색 화소 영역, 청색 화소 영역 및 백색 화소 영역을 포함하는 기판;
    상기 기판 위에 배치된 게이트선 및 데이터선;
    상기 게이트선 및 상기 데이터선에 각각 연결된 박막 트랜지스터;
    상기 게이트선, 상기 데이터선 및 상기 박막 트랜지스터 위에 위치하는 제1 절연층;
    상기 제1 절연층 위에 위치하고 상기 적색 화소 영역, 녹색 화소 영역 및 청색 화소 영역에서 개구부를 갖는 제2 절연층;
    상기 제1 절연층과 상기 제2 절연층 위에 위치하고 상기 적색 화소 영역, 녹색 화소 영역 및 청색 화소 영역에 위치하는 반사층;
    상기 개구부에 배치된 색필터; 및
    상기 색필터와 상기 제2 절연층 위에 배치되고 상기 박막 트랜지스터와 연결되는 투명 화소 전극;을 포함하는 표시 장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 반사층은 상기 색필터와 상기 제1 절연층 사이에 위치하는 표시장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 백색 화소 영역에 위치하는 불투명 화소 전극을 더 포함하는 표시장치.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 불투명 화소 전극은 상기 반사층과 이격된 표시장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 불투명 화소 전극은 상기 반사층과 동일한 물질로 이루어진 표시장치.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 투명 화소 전극은 상기 적색 화소 영역, 상기 녹색 화소 영역 및 상기 청색 화소 영역에 위치하는 표시장치.
  17. 제12 항에 있어서,
    상기 반사층은 상기 백색 화소 영역에 위치하는 표시장치.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 투명 화소 전극은 상기 적색 화소 영역, 상기 녹색 화소 영역, 상기 청색 화소 영역 및 상기 백색 화소 영역에 위치하는 표시장치.
  19. 제12 항에 있어서,
    상기 기판은 상기 적색 화소 영역, 상기 녹색 화소 영역, 상기 청색 화소 영역 및 상기 백색 화소 영역을 둘러싸고 상기 게이트선 및 상기 데이터선과 중첩하는 차광 영역을 더 포함하는 표시 장치.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 반사층은 상기 차광 영역에 위치하는 표시 장치.
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