KR20200049733A - 평판 표시장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 좁은 베젤 영역(narrow bezel area)을 갖는 저반사 액정 표시장치에 관한 것으로, 광을 공급하는 백라이트 유닛; 상기 백라이트 유닛의 상부에 배치되는 컬러필터 어레이; 액정층을 사이에 두고 상기 컬러필터 어레이와 대향 배치되며, 상기 컬러필터 어레이 외측으로 연장되는 연장부를 갖는 박막 트랜지스터 어레이; 상기 컬러필터 어레이와 상기 박막 트랜지스터 어레이 사이에 배치되는 액정층; 및 상기 액정층과 대면하는 반대측의 상기 박막 트랜지스터 어레이의 표면에 형성되는 저반사 전극을 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 평판 표시장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 좁은 베젤 영역(narrow bezel area)을 가지며 외부에서 입사되는 광의 반사를 줄일 수 있는 평판 표시장치에 관한 것이다.
최근, 평판표시장치(FPD: Flat Panel Display)는 멀티미디어의 발달과 함께 그 중요성이 증대되고 있다. 이에 부응하여 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display: LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel: PDP), 전계방출 표시장치(Field Emission Display: FED), 유기 발광다이오드 표시장치(Organic Light Emitting Diode Display Device) 등과 같은 여러 가지의 평면형 디스플레이가 실용화되고 있다.
이 중 액정 표시장치는 액정의 광학적 이방성과 분극성질을 이용하여 구동된다. 액정은 구조가 가늘고 길기 때문에 분자의 배열에 방향성을 가지고 있으며, 인위적으로 액정에 전기장을 인가하여 분자배열의 방향을 제어할 수 있다. 따라서, 액정의 분자배열 방향을 임의로 조절하면, 액정의 분자배열이 변하게 되고, 광학적 이방성에 의해 액정의 분자배열 방향으로 빛이 굴절하여 화상정보를 표현할 수 있다.
현재는 박막 트랜지스터와 상기 박막 트랜지스터에 연결된 화소 전극이 행렬방식으로 배열된 능동행렬 액정 표시장치(AM-LCD : Active Matrix LCD 이하, 액정 표시장치로 약칭함)가 해상도 및 동영상 구현능력이 우수하여 가장 주목받고 있다. 이러한 액정 표시장치는 공통 전극이 형성된 컬러필터 기판과 화소 전극이 형성된 어레이 기판과, 상기 두 기판 사이에 개재된 액정으로 이루어지는데, 이러한 액정 표시장치에서는 공통 전극과 화소 전극이 상하로 걸리는 전기장에 의해 액정을 구동하는 방식으로 투과율과 개구율 등의 특성이 우수하다.
도 1은 종래 액정 표시장치를 나타낸 단면도이다. 도 1을 참조하면, 종래 액정 표시장치는 박막 트랜지스터(TFT) 어레이 기판(20)과 컬러필터 기판(30) 및 TFT 어레이 기판(20)과 컬러필터 기판(30)사이에 개재된 액정층(미도시)을 포함하는 액정패널(DP)을 포함한다. 액정 표시장치는 또한 액정패널(LP)의 하부에서 광을 제공하는 백라이트 유닛(10)을 더 포함하며, 백라이트 유닛(10)에서 공급되는 광의 투과를 제어하여 컬러필터 기판(30)을 통해 영상을 구현한다. 여기서, 광의 투과를 제어하기 위한 구동 신호를 TFT 어레이 기판(20)에 인가되도록 TFT 어레이 기판(20)의 일측에는 인쇄회로기판(Printed Circuit Board, PCB)(40)이 부착된다. 이러한 인쇄회로기판(40)은 플렉서블한 재질로 이루지며, 그 상부에 구동회로(50)가 실장되어 TFT 어레이 기판(50)의 배면측으로 구부진 후 고정된다.
따라서, 종래의 액정 표시장치는 빛이 투과되어 영상이 표시되는 컬러필터 기판(20)에 대응하는 표시영역(DA)과, 컬러필터가 형성되지 않은 비표시 영역(NDA)을 포함하도록 구성된다. 특히, 종래 액정 표시장치의 비표시 영역(NDA)은 TFT 어레이 기판(20)의 배선들과 패드들이 형성되는 제 1 영역 d1과 인쇄회로기판(40)이 구부러지는 제 2 영역 d2로 이루어지기 때문에, 인쇄회로기판의 제 2 영역(d2)으로 인한 비표시 영역(NDA)이 넓어져 베젤영역이 증가되는 문제점이 있었다.
한편, 유기 발광다이오드 표시장치(Organic Light Emitting Diode Display Device)는 스스로 발광하는 자발광소자로서 응답속도가 빠르고 발광효율, 휘도 및 시야각이 큰 장점이 있기 때문에 최근 널리 사용되고 있다. 그러나, 유기 발광다이오드 표시장치(Organic Light Emitting Diode Display Device)도 액정 표시장치와 마찬가지로 TFT 어레이 기판의 배선들과 패드들이 형성되는 영역과, 표시장치 구동을 위한 구동회로 등이 실장되는 인쇄회로기판(40)이 차지하는 영역 때문에 비표시 영역이 넓어져 베젤영역이 증가하는 동일한 문제점이 있었다.
또한, 이들 종래의 액정 표시장치와 유기 발광다이오드 표시장치는 영상이 표시되는 측에 가까이 반사율이 높은 금속으로 된 배선 등이 위치하기 때문에 외부에서 입사되는 광이 반사되어 표시장치를 시청하는 시청자의 시감에 악영향을 미치는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 평판 표시장치의 베젤영역을 최소화함으로써 제품의 슬림화와 함께 시각적 측면에서 화면이 커 보이는 효과를 얻을 수 있는 평판 표시장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 외부 광의 반사로 인한 시각적인 문제를 해소할 수 있는 평판 표시장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 목적은 평판 표시장치의 베젤영역을 최소화함으로써 제품의 슬림화와 함께 시각적 측면에서 화면이 커 보이는 효과를 얻을 수 있는 평판 표시장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 외부 광의 반사로 인한 시각적인 문제를 해소할 수 있는 평판 표시장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 제 1 특징에 따르는 평판 표시장치에 의하면, 비표시 영역이 배선들 및 패드들이 형성되는 영역만으로 이루어지게 되므로 좁은 베젤 영역을 갖는 액정 표시장치를 구현할 수 있게 되는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 제 2 특징에 따르는 평판 표시장치에 의하면, 저반사 전극의 제 1 층을 전도성이 양호한 금속물질로 형성하기 때문에 제 1 층을 정전기 방출경로로 이용할 수 있게 된다. 따라서, 외부로부터 유입되는 정전기로부터 보다 효과적으로 액정 표시장치를 보호할 수 있을 뿐 아니라, 정전기 방출을 위해 별도로 형성되는 배면 전극층을 생략할 수 있는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 금속재료를 이용하여 저반사 기능을 구현할 수 있기 때문에 컬러필터 기판에 형성되는 블랙 매트릭스를 생략할 수 있게 되는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따르는 저반사 전극은 액정 표시장치의 내부 구성요소를 고려하지 않고 독립적으로 형성되므로, 제 2 층과 제 1 층의 두께 및 조성비를 조정함으로써 저반사 전극의 반사율, 투과율, 전도도 등을 용이하게 제어할 수 있는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 저반사 시감(視感)특성의 필요에 따라 저반사 전극의 제 2 층과 제 1 층의 위치를 용이하게 변경할 수 있으므로, 제품에 적용하기에 용이하다는 이점이 있다.
본 발명의 제 3 특징에 따르는 평판 표시장치에 따르면, 시청자와 비교적 근접한 위치에 있는 게이트 라인 및 게이트 전극과, 데이터 라인 및 소스/드레인 전극을 저반사 전극으로 형성하기 때문에 외부에서 입사되는 광의 반사를 줄일 수 있게 된다. 따라서, 외부광의 반사에 의해 시감의 영향을 줄일 수 있는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 저반사 전극을 최대 2층 구조로 형성할 수 있기 때문에, 각각 다른 재료를 사용하여 다중막을 형성함으로써 발생하는 증착공정 및 에칭공정의 복잡화 및 공정시간의 증가와 함께 불량률을 줄일 수있는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 종래 액정 표시장치를 개략적으로 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 좁은 베젤영역을 갖는 액정 표시장치를 개략적으로 도시한 도면,
도 3은 외부 광이 도 2에 도시된 TFT 어레이 기판에 형성된 전극들에 의해 반사되어 시각적 문제를 발생시키는 것을 개념적으로 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 좁은 베젤영역을 갖는 저반사 액정 표시장치를 개략적으로 도시한 도면,
도 5a는 도 4에 도시된 본 발명의 제 2 실시예에 따르는 액정 표시장치의 평면도,
도 5b는 도 5a의 라인 I-I'을 따라 취한 개략 단면도,
도 5c는 도 5a에 도시된 일부 영역 R에 형성되는 저반사 전극의 배치관계를 개략적으로 도시한 평면도,
도 6은 본 발명의 3 실시예에 따르는 액정 표시장치의 예를 도시한 단면도,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 저반사 전극이 적용된 액정 표시장치의 박막 트랜지스터를 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광다이오드 표시장치의 1화소를 도시한 등가 회로도,
도 9는 도 8에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광다이오드 표시장치의 일부 영역을 도시한 단면도.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 좁은 베젤영역을 갖는 액정 표시장치를 개략적으로 도시한 도면,
도 3은 외부 광이 도 2에 도시된 TFT 어레이 기판에 형성된 전극들에 의해 반사되어 시각적 문제를 발생시키는 것을 개념적으로 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 좁은 베젤영역을 갖는 저반사 액정 표시장치를 개략적으로 도시한 도면,
도 5a는 도 4에 도시된 본 발명의 제 2 실시예에 따르는 액정 표시장치의 평면도,
도 5b는 도 5a의 라인 I-I'을 따라 취한 개략 단면도,
도 5c는 도 5a에 도시된 일부 영역 R에 형성되는 저반사 전극의 배치관계를 개략적으로 도시한 평면도,
도 6은 본 발명의 3 실시예에 따르는 액정 표시장치의 예를 도시한 단면도,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 저반사 전극이 적용된 액정 표시장치의 박막 트랜지스터를 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광다이오드 표시장치의 1화소를 도시한 등가 회로도,
도 9는 도 8에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광다이오드 표시장치의 일부 영역을 도시한 단면도.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 나타낸다.
우선, 도 2를 참조하여 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 표시장치에 대해 설명하기로 한다. 도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 표시장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 표시장치(100)는 컬러필터 기판(120)과, 박막 트랜지스터(TFT) 어레이 기판(130)과, 컬러필터 기판(120)과 TFT 어레이 기판(130) 사이에 개재된 액정층(미도시)을 포함하는 액정패널(DP)을 포함한다. 상기 액정 표시장치(100)는 또한 액정패널(DP)의 하부에서 광을 공급하는 백라이트 유닛(110)을 더 포함하며, 백라이트 유닛(110)에서 공급되는 광의 투과를 제어하여 컬러필터 기판(120)과 TFT 어레이 기판(130)을 통해 영상을 구현한다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 표시장치(100)는 종래의 액정 표시장치와 달리 백라이트 유닛(110), 컬러필터 기판(120), TFT 어레이 기판(130)의 순으로 배열된다. 이러한 구성에 따라, 광의 투과를 제어하기 위한 구동 신호를 TFT 어레이 기판(20)에 인가하도록 TFT 어레이 기판(130)의 일측에 형성되는 인쇄회로기판(Printed Circuit Board, PCB)(140)을 TFT 어레이 기판(130)의 배면에 직접 부착될 수 있게 된다. 즉, 인쇄회로기판(140)이 액정층을 향한 TFT 어레이 기판(130)의 배면에 직접 형성되고, 그 상부에 구동회로(150)가 실장될 수 있게 된다.
그 결과, 종래처럼 TFT 어레이 기판(130)의 전면에서 배면측으로 인쇄회로기판(140)을 구부릴 필요가 없게 된다. 따라서, 작업성이 개선되어 택트 타임(tact time)을 줄일 수 있을 뿐 아니라, 비표시 영역(NDA)이 배선들 및 패드들이 형성되는 영역(d1)만으로 이루어지게 되므로 좁은 베젤 영역을 갖는 액정 표시장치를 구현할 수 있게 되는 효과를 얻을 수 있다.
그러나, 본 발명의 제 1 실시예에 따르는 액정 표시장치에서는 TFT 어레이 기판(130)의 투명기판(SUB)이 도 3에 도시된 바와 같이 전면에 배치되어 있다. 이는 외부의 광이 투명기판(SUB)을 투과한 후 내부에 형성된 게이트 및 데이터 배선들과 박막 트랜지스터의 소스/드레인 전극을 포함하는 금속물질(ET)에 의해 반사되어 표시되는 영상의 품질을 저하시키는 원인이 될 수 있다.
따라서, 본 발명의 제 1 실시예에 따르는 액정 표시장치는 외부 광 반사를 저하시킬 필요성이 있다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따르는 액정 표시장치를 개략적으로 도시한 도면으로서, 제 1 실시예의 액정 표시장치에서 발생하는 저반사 문제점을 해소시킬 수 있도록 저반사 전극을 구비한다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따르는 액정 표시장치(200)는 컬러필터 기판(120)과, 박막 트랜지스터(TFT) 어레이 기판(130)과, 컬러필터 기판(120)과 TFT 어레이 기판(130) 사이에 개재된 액정층(미도시)을 포함하는 액정패널(DP)을 포함한다. TFT 어레이 기판(130)은 일반적으로 화소영역을 정의하도록 서로 교차 형성되는 게이트 라인들 및 데이터 라인들과, 게이트 라인들과 데이터 라인들의 교차부에 형성되는 박막 트랜지스터들과, 화소영역에 형성되는 화소전극들과, 화소전극들과 함께 전계를 형성하는 공통전극을 포함한다.
TFT 어레이 기판(130)은 또한 컬러필터 기판(120)의 외측으로 연장되는 연장부를 구비하며, 액정층과 대면하는 TFT 어레이 기판(130)의 연장부에는 구동회로(150)가 실장된 인쇄회로기판(140)이 부착된다. 상기 액정 표시장치(200)는 또한 액정패널(DP)의 하부에서 광을 공급하는 백라이트 유닛(110)을 더 포함하며, 백라이트 유닛(110)에서 공급되는 광의 투과를 제어하여 컬러필터 기판(120)과 TFT 어레이 기판(130)을 통해 영상을 구현한다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정 표시장치(200)는 제 1 실시예의 좁은 베젤영역을 갖는 액정 표시장치와 달리 TFT 어레이 기판(130)의 전면(front face)에 순차적으로 형성된 제 1 층(160)과 제 2 층(170)으로 이루어진 저반사 전극(LRE)을 더 포함한다.
저반사 전극(LRE)의 제 1 층(160)은 Al, Cu, Mo, MoTi, Ag 등과 같은 전도성이 좋은 금속물질을 포함한다. 저반사 전극의 제 2 층(170)은 Zn, In, Sn 계열의 산화물이 50~95중량%, 광 흡수성이 좋은 Mo, Cu, Co, Al Ni, Mn과 같은 금속재료와, Pd, Ta와 같은 전이금속 물질이 5~50중량%의 조성비로 형성된다. 저반사 전극의 제 2 층(170)에서 전이금속 물질은 생략될 수도 있다.
저반사 전극(LRE)의 다른 예로 제 1 금속물질과 제 2 금속물질의 합금을 열처리하여 형성한 것이 있다.
제 1 금속물질은 산화가 잘 되지 않고 전도도가 높은 Cu, Ni과 같은 물질을 포함하고, 제 2 금속물질은 산화가 용이하며, 산화막 형성시 저반사 특성을 나타내는 Al, Mn, Ti과 같은 물질을 포함한다. 제 1 금속물질과 제 2 금속물질의 합금은 제 2 금속물질이 Mn인 경우, Cu 또는 Ni 60~95중량%, Mn 5~40중량%가 되도록 하고, Al인 경우 Cu 또는 Ni 70~95중량%, Al 5~30중량%가 되도록 하며, Ti인 경우 Cu 또는 Ni 90중량%, Ti 10중량%가 되도록 한다. 제 1 금속물질과 제 2 금속물질의 합금 조성은 Cu 또는 Ni 60~90중량%에 Mn, Cu, Ti 중의 2이상을 10~30중량% 혼합하여 형성할 수도 있다.
제 1 및 제 2 금속물질의 합금을 열처리하는 공정은 150℃℃의 온도 범위에서 대략 20분~1시간 동안 수행되며, 대기, N2, O2, 진공 등의 분위기에서 수행될 수 있다.
열처리에 의해 형성한 저반사 전극의 경우, Cu 또는 Ni 성분 때문에 포토아크릴 유기막, 질화실리콘막 등과는 부착성이 떨어질 수 있는데, 그 하부에 Al, Cu, Mo, MoTi, Ag와 같은 금속물질을 형성하면 흡착성을 개선할 수 있을 뿐 아니라 광의 스펙트럼을 제어할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
다음으로 도 5a 내지 도 5c를 참조하여 저반사 전극(LRE)이 배치되는 위치를 보다 구체적으로 설명하기로 한다. 도 5a는 도 4에 도시된 본 발명의 제 2 실시예에 따르는 액정 표시장치의 평면도, 도 5b는 도 5a의 라인 I-I'을 따라 취한 개략 단면도, 도 5c는 도 5a에 도시된 일부 영역 R에 형성되는 저반사 전극의 배치관계를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 5a 내지 도 5c를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따르는 저반사 전극(LRE)은 액정 표시장치의 비표시 영역(NDA) 전체와 표시영역(DA)의 일부 영역 상에 형성된다.
보다 구체적으로, 본 발명의 실시예에 따르는 저반사 전극(LRE)은 도 5c에 도시된 바와 같이, 액정 표시장치의 비표시 영역(NDA)과 중첩되는 제 1 영역(A1), TFT 어레이 기판(130) 내부에 형성되는 복수의 데이터 라인들과 중첩되는 제 2 영역(A2), 상기 복수의 데이터 라인들과 교차하도록 형성되는 게이트 라인들, 및 게이트 라인들과 데이터 라인들의 교차부에 형성되는 박막 트랜지스터와 중첩되는 제 3 영역(A3)을 포함하며, 광이 출사되어 영상을 표시하는 개구영역(OA)을 포함한다.
상술한 본 발명의 제 2 실시예에 따르는 액정 표시장치에 의하면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
첫째, 저반사 전극(LRE)의 제 1 층(160)을 전도성이 양호한 금속물질로 형성하기 때문에 제 1 층(160)을 정전기 방출경로로 이용할 수 있게 된다. 따라서, 외부로부터 유입되는 정전기로부터 보다 효과적으로 액정 표시장치를 보호할 수 있을 뿐 아니라, 정전기 방출을 위해 별도로 형성되는 배면 전극층을 생략할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
둘째, 금속재료를 이용하여 저반사 기능을 구현할 수 있기 때문에 컬러필터 기판에 형성되는 블랙 매트릭스를 생략할 수 있게 된다. 블랙 매트릭스는 외부로부터의 광을 흡수하고 콘트라스트를 향상시키기 위한 것으로, 수지 등의 고분자 물질로 형성되나, 미세 선폭의 구현이 곤란한 반면, 금속물질은 고분자 물질에 비해 미세 선폭의 구현이 용이하다는 점에서 이점이 있다.
셋째, 본 발명의 실시예에 따르는 저반사 전극(LRE)은 액정 표시장치의 내부 구성요소를 고려하지 않고 독립적으로 형성되므로, 제 2 층과 제 1 층의 두께 및 조성비를 조정함으로써 저반사 전극의 반사율, 투과율, 전도도 등을 용이하게 제어할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
넷째, 저반사 시감(視感)특성의 필요에 따라 저반사 전극(LRE)의 제 2 층과 제 1 층의 위치를 용이하게 변경할 수 있으므로, 제품에 적용하기에 용이하다는 이점이 있다.
상술한 본 발명의 실시예에 따르는 저반사 전극(LRE)은 COT(color filter on thin film transistor)형 액정 표시장치에 적용될 수도 있다.
도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 따르는 액정 표시장치의 예를 도시한 단면도이다. 도 6은 도면의 간략화를 위해 일부 영역만을 도시하였다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제 3 실시예에 따르는 액정 표시장치는 광을 공급하는 백라이트 유닛(BLU)과, 백라이트 유닛(BLU) 상부에 배치되는 대향기판(310)과, 대향 기판(310)과 일정 간격을 두고 대향하는 어레이 기판(320)과, 대향 기판(310)과 어레이 기판(320) 사이에 형성되는 액정층(LC)을 포함한다. 대향 기판(310)에는 제 1 기판(SUB1) 상에 형성되며, 어레이 기판(320)과 일정 거리를 유지하기 위한 컬럼 스페이서(CS)가 형성된다.
어레이 기판(320)은 제 2 기판(SUB2)에 제 1 방향으로 나란하게 형성되는 복수의 게이트 라인들과, 각 게이트 라인으로부터 각 화소영역 내로 연장되는 게이트 전극들(GE)과, 게이트 라인들과 게이트 전극(GE)을 커버하는 게이트 절연막(GI)을 포함한다. 게이트 절연막(GI)은 산화 실리콘(SiNx) 또는 질화 실리콘(SiNx)으로 형성된다.
어레이 기판(320)은 또한, 게이트 절연막(GI)의 스위칭 영역(즉, 박막 트랜지스터 형성 영역)에 형성되는, 순수 비정질 실리콘층으로 이루어진 액티브층과 불순물이 도핑된 비정질 실리콘으로 이루어진 오믹 콘택층이 순차 형성된 반도체층(SEM)을 포함한다.
어레이 기판(320)은 게이트 절연막(GI)에서 게이트 라인들과 교차하도록 형성되어 화소영역을 정의하는 데이터 라인들과, 반도체층(SEM)에 형성되는 소스/드레인 전극(SD)을 포함한다. 소스 전극은 데이터 라인으로부터 연장되어 형성되며, 드레인 전극은 소스전극으로부터 일정 거리 이격되어 형성된다.
스위칭 영역에 순차 적층된 게이트 전극(GE), 게이트 절연막(GI), 반도체층(SEM) 및 서로 이격되어 대향하는 소스/드레인 전극(SD)에 의해 스위칭 소자인 박막 트랜지스터가 형성된다.
어레이 기판(320)은 데이터 라인 및 소스/드레인 전극(SD)를 커버하며, 산화 실리콘막이나 질화 실리콘막과 같은 무기 절연막으로 이루어지는 제 1 보호층(PAS1)과, 제 1 보호층(PAS1)의 화소 영역에 형성되는 컬러필터층(CF)을 포함한다. 컬러필터층(CF)은 게이트 라인과 데이터 라인의 교차에 의해 정의되는 화소영역 내에 형성되며, 적색·녹색·청색의 컬러필터 패턴들이 순차적으로 반복되도록 형성된다.
어레이 기판(320)은 컬러필터층(CF)을 커버하는 제 2 보호층(PAS2)을 포함한다. 제 2 보호층(PAS2)은 유기물질 중 저유전율을 갖는 포토 아크릴(photo acryl)로 이루어진다.
어레이 기판(320)은 제 2 보호층(PAS2)의 화소영역에 형성되는 복수의 가지들을 갖는 공통전극(COM)과, 공통전극(COM)의 각 가지와 번갈아 위치되는 가지들을 갖는 화소전극(Px)을 포함한다. 화소전극(Px)과 공통전극(COM)의 각 가지는 직선상의 바 형상을 가질 수도 있고, 각 화소영역의 중앙부를 기준으로 대칭적으로 꺾인 바 형상을 가질 수도 있다. 이와 같이 화소전극과 공통전극이 각 화소영역 내에서 대칭적으로 꺾인 바 형상을 갖는 경우, 각 화소영역은 이중 도메인을 이루게 되므로 사용자의 위치에 따른 시야각 변화에 의해 발생하는 색차를 억제할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
상술한 구성의 어레이 기판(320)에서, 게이트 라인 및 게이트 전극(GE)과 데이터 라인 및 소스/드레인 전극(SD)은 앞서 설명한 본 발명의 저반사 전극(LRE)으로 형성될 수 있다.
상술한 본 발명의 제 3 실시예에 따르는 액정 표시장치에 의하면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
첫째, 시청자와 비교적 근접한 위치에 있는 게이트 라인 및 게이트 전극과, 데이터 라인 및 소스/드레인 전극을 저반사 전극(LRE)으로 형성하기 때문에 외부에서 입사되는 광의 반사를 줄일 수 있게 된다. 따라서, 외부 광의 반사에 의해 시감의 영향을 줄일 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
둘째, 종래의 COT 구조 액정 표시장치에서는 블랙 매트릭스 대신 다중막 방식의 픽셀전극을 이용하여 게이트 라인, 데이터 라인, 및 트랜지스터에 의한 반사를 줄이고 있으나(예를 들면, 한국공개특허공보 10-2006-0001254), 본 발명의 저반사 전극(LRE)은 최대 2층 구조로 형성되기 때문에, 각각 다른 재료를 사용하여 다중막을 형성함으로써 발생하는 증착공정 및 에칭공정의 복잡화 및 공정시간의 증가와 함께 불량률을 줄일 수있는 효과를 얻을 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따르는 저반사 전극(LRE)이 적용된 액정 표시장치의 박막 트랜지스터에 적용된 예를 도시한 단면도이다.
도 7을 참조하면, 액정 표시장치의 박막 트랜지스터(TFT)는 기판(SUB) 상에 형성되는 제 1 저반사 전극(LRE1)과, 제 1 저반사 전극(LRE1) 상에 형성되는 게이트 전극(GE)과, 게이트 전극(GE)을 커버하는 게이트 절연막(GI)과, 게이트 전극(GE)과 대응하는 게이트 절연막(GI) 상에 형성되는 반도체층(SEM)과, 반도체층(SEM)의 일부 영역이 노출되도록 서로 대향하며 게이트 절연막(GI) 상에 형성되는 소스전극(S) 및 드레인 전극(D)을 포함한다. 반도체층(SEM)은 순수 비정질 실리콘층으로 이루어진 액티브층과 불순물이 도핑된 비정질 실리콘로 된 오믹 콘택층이 순차 형성되어 이루어진다. 박막 트랜지스터(TFT)는 또한 소스전극(S)과 게이트 절연막(GI) 및 반도체층(SEM) 사이, 및 드레인 전극(D)과 게이트 절연막(GI) 및 반도체층(SEM) 사이에 각각 형성되는 제 2 저반사 전극(LRE2)을 포함한다. 제 1 저반사 전극(LRE1)은 게이트 전극(GE)이 외측으로 노출되지 않도록, 즉 게이트 전극(GE)이 기판(SUB)과 접촉하지 않도록 형성되고, 제 2 저반사 전극(LRE2)은 소스 전극(S) 및 드레인 전극(D)이 외측으로 노출되지 않도록, 즉 소스전극(S) 및 드레인 전극(D)이 게이트 절연막(GI)과 접촉하지 않도록 형성된다. 제 1 저반사 전극(LRE1)과 제 2 저반사 전극(LRE2)은 상술한 저반사 전극(LRE)과 동일한 물질로 형성된다.
상술한 본 발명의 실시예에 따르는 박막 트랜지스터를 갖는 저반사 액정 표시장치에 의하면, 제 1 및 제 2 저반사 전극(LRE1, LRE2)에 의해 외부로부터 입사되는 광의 반사율이 낮아지기 때문에 액정 표시장치를 시청하는 시청자의 시감이 방해받지 않는 효과를 얻을 수 있다.
다음으로, 도 8 및 도 9를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따르는 저반사 전극이 적용된 유기 발광다이오드 표시장치에 대해 설명하기로 한다. 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광다이오드 표시장치의 1화소를 도시한 등가 회로도이고, 도 9는 도 8에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광다이오드 표시장치의 일부 영역을 도시한 단면도이다. 도 9에 도시된 실시예의 유기 발광다이오드 표시장치에서 광이 투사되어 영상이 표시되는 방향은 하측, 즉 기판쪽이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 유기발광 표시장치는 게이트 라인(GL), 데이터 라인(DL) 및 전원 라인(PL)에 접속된 셀 구동부(DU)와, 셀 구동부(DU)와 접지(GND) 사이에 접속된 유기 발광다이오드(OLED)를 구비한다.
셀 구동부(DU)는 게이트 라인(GL) 및 데이터 라인(DL)과 접속된 스위칭 박막 트랜지스터(T1)와, 스위칭 박막트랜지스터(T1) 및 전원 라인(PL)과 유기 발광다이오드(OLED)의 제 1 전극에 접속된 구동 박막 트랜지스터(T2)와, 전원 라인(PL)과 스위칭 박막 트랜지스터(T1)의 드레인 전극 사이에 접속된 스토리지 캐패시터(C)를 구비한다.
스위칭 박막 트랜지스터(T1)의 게이트 전극은 게이트 라인(GL)과 접속되고 소스 전극은 데이터 라인(DL)과 접속되며 드레인 전극은 구동 박막 트랜지스터(T2)의 게이트 전극 및 스토리지 캐패시터(C)와 접속된다. 구동 박막 트랜지스터(T2)의 소스 전극은 전원 라인(PL)에 접속되고 드레인 전극은 유기 발광다이오드(OLED)의 제 1 전극에 접속된다. 스토리지 캐패시터(C)는 전원 라인(PL)과 구동 박막 트랜지스터(T2)의 게이트 전극 사이에 접속된다.
스위칭 박막 트랜지스터(T1)는 게이트 라인(GL)에 스캔 펄스가 공급되면 턴-온되어 데이터 라인(DL)에 공급된 데이터 신호를 스토리지 캐패시터(C) 및 구동 박막 트랜지스터(T2)의 게이트 전극으로 공급한다. 구동 박막 트랜지스터(T2)는 게이트 전극으로 공급되는 데이터 신호에 응답하여 전원 라인(PL)으로부터 유기 발광다이오드(OLED)로 공급되는 전류(I)를 제어함으로써 유기 발광다이오드(OLED)의 발광량을 조절하게 된다. 그리고, 스위칭 박막 트랜지스터(T1)가 턴-오프되더라도 스토리지 캐패시터(C)에 충전된 전압에 의해 구동 박막 트랜지스터(T2)는 다음 프레임의 데이터 신호가 공급될 때까지 일정한 전류(I)를 공급하여 유기 발광다이오드(OLED)의 발광을 유지하게 한다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 유기발광 표시장치는 기판(SUB)과, 기판(SUB) 상에 형성되는 차광패턴(LS)과, 차광패턴(LS)을 커버하는 버퍼층(BUF) 상에 형성되는 박막 트랜지스터(TFT)와, 박막 트랜지스터(TFT)의 드레인 전극(D)과 연결되는 제 1 전극(E1)과, 제 1 전극(E1) 상에 순차적으로 형성되는 컬러필터(CF) 및 제 2 전극(E2)을 포함한다.
차광패턴(LS)은 기판(SUB) 상에 순차적으로 형성되는 제 1 차광층(LSa)과 제 2 차광층(LS2)으로 구성된다. 제 1 차광층(LSa)은 Zn, IN, Sn계열의 산화물 50~95중량%와, Mo, Cu, Co, Al Ni, Mn을 포함하는 광 흡수성이 양호한 금속물질과, Pd, Ta를 포함하는 전이금속 물질 5~50중량%로 이루어질 수 있다. 여기에서 전이금속 물질은 생략될 수도 있다. 제 2 차광층(LSb)은 Al, Cu, Mo, MoTi, Ag을 포함하는 고전도성의 금속물질로부터 선택될 수 있다.
박막 트랜지스터(TFT)는 차광패턴(LS)을 커버하는 버퍼층(BUF) 상에 형성되며, 반도체 활성층(SEM), 반도체 활성층(SEM) 상에 게이트 절연막(GI)을 개재하여 형성되는 게이트 전극(GE), 층간 절연막에 형성된 제 1 및 제 2 콘택홀들(CH1, CH2)을 통해 각각 노출된 반도체 활성층(SEM)의 소스영역과 드레인 영역에 각각 접속되는 소스전극(S) 및 드레인 전극(D)을 포함한다.
반도체 활성층(SEM)은 버퍼층(BUF) 상에 형성되며, 비정질 실리콘(a-Si), 다결정 실리콘(poly-Si) 또는 산화물 반도체을 이용하여 형성될 수 있다.
게이트 전극(GE)은 반도체 활성층(SEM)의 양측부를 노출시키도록 형성된 게이트 절연층(GI) 상에 형성된다. 게이트 전극(GE)은 게이트 절연층(GI) 상에 순차적으로 형성되는 제 1 게이트 전극층(GEa)과 제 2 게이트 전극층(GEb)으로 이루어진다. 제 1 게이트 전극층(GEa)은 Zn, IN, Sn계열의 산화물 50~95중량%와, Mo, Cu, Co, Al Ni, Mn을 포함하는 광 흡수성이 양호한 금속물질과, Pd, Ta를 포함하는 전이금속 물질 5~45중량%로 이루어질 수 있다. 여기에서 전이금속 물질은 생략될 수도 있다. 제 2 게이트 전극층(GEb)은 Al, Cu, Mo, MoTi, Ag을 포함하는 고전도성의 금속물질로부터 선택될 수 있다.
소스전극(S) 및 드레인 전극(D)은 게이트 전극(GE), 게이트 절연막(GI), 및 반도체 활성층(SEM)을 커버하도록 버퍼층(BUF) 상에 전면적으로 형성되는 층간 절연막(ILD) 상에 서로 대향하도록 형성된다. 소스전극(S)은 층간 절연막(ILD) 상에 형성된 제 1 콘택홀(CH1)을 통해 노출되는 반도체 활성층(SEM)의 소스영역에 접속된다. 드레인 전극(D)은 층간 절연막(ILD) 상에 형성된 제 2콘택홀(CH1)을 통해 노출되는 반도체 활성층(SEM)의 소스영역에 접속된다.
소스전극(S)은 층간 절연막(ILD) 상에 순차적으로 형성되는 제 1 소스 전극층(Sa)과 제 2 소스 전극층(Sb)으로 구성된다. 또한, 드레인 전극(D)은 층간 절연막(ILD) 상에 순차적으로 형성되는 제 1 드레인 전극층(Da)과 제 2 드레인 전극층(Db)으로 구성된다. 제 1 소스 전극층(Sa) 및 제 1 드레인 전극층(Da)은 Zn, IN, Sn계열의 산화물 50~95중량%와, Mo, Cu, Co, Al Ni, Mn을 포함하는 광 흡수성이 양호한 금속물질과, Pd, Ta를 포함하는 전이금속 물질 5~50중량%로 이루어질 수 있다. 여기에서 전이금속 물질은 생략될 수도 있다. 제 2 소스 전극층(Sb) 및 제 2 드레인 전극층(Db)은 Al, Cu, Mo, MoTi, Ag을 포함하는 고전도성의 금속물질로부터 선택될 수 있다.
제 1 전극(E1)은 소스전극(S) 및 드레인 전극(D)을 커버하는 보호막(PAS) 상에 형성된다. 제 1 전극(E1)은 보호막(PAS)에 형성된 제 3 콘택홀(CH3)을 통해 노출되는 드레인 전극(D)에 접속된다.
컬러필터(CF)는 제 1 전극(E1) 상에 형성되고, 제 2 전극(E2)은 컬러필터(CF) 상에 형성된다. 제 1 전극(E1) 상부의 구성은 일번적으로 널리 알려져 있으므로 더 이상의 구체적인 설명은 생략한다.
도 8 및 도 9에 도시된 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따르는 유기 발광다이오드 표시장치에 의하면, 차광패턴(LS), 게이트 전극(GE) 및 소스/드레인 전극(S, D)이 모두 광 흡수성이 우수한 금속물질을 포함하는 제 1 층(LSa, GEa, Sa, Da)과, 고전도성의 금속물질로 된 제 2 층(LSb, GEb, Sb, Db)으로 이루어져 있다. 즉, 시청자와 가까이에 위치한 제 1 층(LSa, GEa, Sa, Da)이 광 흡수성이 우수한 저반사 물질로 이루어져 있기 때문에 외부에서 입사되는 광의 반사를 줄일 수 있게 된다. 따라서, 외부광의 반사에 의해 시감의 영향을 줄일 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르는 유기 발광다이오드 표시장치에서는 차광패턴(LS), 게이트 전극(GE) 및 소스/드레인 전극(S, D)이 모두 제 1 층(LSa, GEa, Sa, Da)과, 제 2 층(LSb, GEb, Sb, Db)으로 이루어지는 예에 대해 설명하고 있으나, 이들 중 어느 하나 또는 둘만을 2층 구조로 형성할 수도 있음을 물론이다.
다음의 표 1은 차광패턴(LS), 게이트 전극(GE) 및 소스/드레인 전극(S, D)이 모두 단일층으로 형성된 경우의 비교예와 2층 구조로 형성되는 본 발명의 실시예를 비교한 시감특성을 나타낸 표이다.
| 항목 |
비교예 | 본 발명 | 비고 |
|
| MoTi (Cu/MoTi) |
MoTi | Cu | ||
| ZnOMn | ||||
| 반사율(%) | 49 | 7.3 | 6.5 | @400~700nm |
| 투과율(%) | <0.1 | 1.0 | <0.1 | @350~550nm |
| 두께(nm) | 50 (200/30) |
50/85 | 200/60 | |
| 색좌표 | 0.38, 0.36 | 0.41, 0.37 | 0.37, 0.35 | 0.38, 0.36 (BM) |
표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예에서 제 1 층에 ZnOMn을 적용하고, 제 2 층에 MoTi와 Cu를 적용했을 경우, 비교예와 비교하여 반사율은 대략 40% 이상 저하되고, 투과율과 색좌표에 있어서는 유사한 결과를 얻을 수 있음을 알 수 있다.
이상 설명한 본 발명의 실시예에 따르는 발명들은 독립하여 각각 또는 2이상의 조합으로 구성될 수 있다. 본 명세서에서는 설명의 복잡화를 피하기 위해 이들 조합에 대한 구성을 더 이상 설명하지 않지만 본 명세서에 기재된 발명들을 조합하여 얻어지는 것들은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다. 아울러, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100, 200 : 액정 표시장치
110, BLU : 백라이트 유닛
120 : 컬러필터 기판 130 : TFT 어레이 기판
140 : 인쇄회로기판 150 : 구동회로
310 : 대향 기판 320 : 어레이 기판
DP : 표시패널 DA : 표시영역
NDA : 비표시영역 LRE : 저반사 전극
LS: 차광패턴 OLED: 발광 다이오드
GE: 게이트 전극 S: 소스전극
D: 드레인 전극 ILD: 층간 절연막
LSa, GEa, Sa, Da: 제 1 층 LSb, GEb, Sb, Db: 제 2 층
120 : 컬러필터 기판 130 : TFT 어레이 기판
140 : 인쇄회로기판 150 : 구동회로
310 : 대향 기판 320 : 어레이 기판
DP : 표시패널 DA : 표시영역
NDA : 비표시영역 LRE : 저반사 전극
LS: 차광패턴 OLED: 발광 다이오드
GE: 게이트 전극 S: 소스전극
D: 드레인 전극 ILD: 층간 절연막
LSa, GEa, Sa, Da: 제 1 층 LSb, GEb, Sb, Db: 제 2 층
Claims (3)
- 기판;
상기 기판 상에 형성되는 차광패턴;
상기 차광패턴을 커버하는 버퍼층 상에 형성되며, 게이트 전극, 소스전극 및 드레인 전극을 구비하는 박막 트랜지스터;
상기 박막 트랜지스터의 드레인 전극과 연결되는 제 1 전극; 및
상기 제 1 전극 상에 순차적으로 형성되는 컬러필터 및 제 2 전극을 포함하며,
상기 차광패턴, 상기 게이트 전극, 상기 소스전극 및 드레인 전극의 적어도 하나는 상기 기판에 가까이 배치되는 광 흡수성이 양호한 금속물질로 된 제 1 층과, 상기 제 1 층 상에 형성되는 고전도성의 금속물질로 형성되는 제 2 층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기 발광다이오드 표시장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 층은 Zn, IN, Sn계열의 산화물 55~95중량%와, Mo, Cu, Co, Al Ni, Mn을 포함하는 광 흡수성이 양호한 금속물질 5~45중량%로 형성되며,
상기 제 2 층은 Al, Cu, Mo, MoTi, Ag을 포함하는 고전도성의 금속물질로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 발광다이오드 표시장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 층은 Zn, IN, Sn계열의 산화물 50~95중량%와, Mo, Cu, Co, Al Ni, Mn을 포함하는 광 흡수성이 양호한 금속물질과 Pd, Ta를 포함하는 전이금속 물질 5~50중량%로 형성되며,
상기 제 2 층은 Al, Cu, Mo, MoTi, Ag을 포함하는 고전도성의 금속물질로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 발광다이오드 표시장치.
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