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KR101715949B1 - Display device - Google Patents

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KR101715949B1
KR101715949B1 KR1020100137060A KR20100137060A KR101715949B1 KR 101715949 B1 KR101715949 B1 KR 101715949B1 KR 1020100137060 A KR1020100137060 A KR 1020100137060A KR 20100137060 A KR20100137060 A KR 20100137060A KR 101715949 B1 KR101715949 B1 KR 101715949B1
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엘지디스플레이 주식회사
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Abstract

표시 장치는 광을 발광하는 다수의 발광 소스를 포함하는 발광 어레이; 발광 어레이의 광을 전반사시키는 전반사층과, 전반사층의 광을 전기장에 의한 굴절률 가변으로 투과시키기 위해 상기 전반사층 상에 형성되는 굴절률 가변층과, 발광 어레이에 대응하는 위치에 배치되어 광을 전반사를 위한 각도로 굴절시키는 다수의 회절 패턴을 포함하는 하부 기판; 및 하부 기판에 대응하는 상부 기판을 포함한다.The display device includes a light emitting array including a plurality of light emitting sources for emitting light; A total reflection layer for totally reflecting the light of the light emitting array; a refractive index variable layer formed on the total reflection layer so as to transmit the light of the total reflection layer with variable refractive index by an electric field; A lower substrate including a plurality of diffraction patterns for refracting at an angle to the substrate; And an upper substrate corresponding to the lower substrate.

Description

표시 장치{Display device}Display device

실시예는 표시 장치에 관한 것이다. The embodiment relates to a display device.

정보를 표시하기 위한 표시 장치가 활발히 개발되고 있다. 예컨대, 표시 장치는 액정표시장치, 플라즈마표시장치, 전계발광표시장치 또는 전계방출표시장치를 포함할 수 있다. 이러한 표시장치는 CRT에 비해 가볍고 대화면 구현이 가능하고 두께가 얇은 장점을 가진다.Display devices for displaying information are actively being developed. For example, the display device may include a liquid crystal display device, a plasma display device, an electroluminescent display device, or a field emission display device. Such a display device is advantageous in that it is lighter than a CRT, can realize a large screen, and is thin in thickness.

이 중에서 액정표시장치는 동화상 표시가 우수하고 높은 콘트라스트비를 가지므로, 노트북, 모니터, 텔레비전 및 네비게이션에 널리 사용되고 있다. Among them, the liquid crystal display device is excellent in moving picture display and has a high contrast ratio, and thus is widely used in notebook computers, monitors, televisions, and navigation systems.

하지만, 종래의 액정표시장치는 광이 반드시 필요하고, 이러한 광을 생성하기 위한 백라이트 유닛이 별도로 제작되어 패널과 결합되므로, 두께와 무게를 줄이는데 한계가 있다. However, the conventional liquid crystal display device requires light, and since a backlight unit for generating such light is separately manufactured and combined with the panel, there is a limitation in reducing the thickness and weight.

아울러, 종래의 액정표시장치는 광을 투과/차단시키기 위해 패널의 양측에 부착된 제1 및 제2 편광판이 필요하게 되므로, 패널 두께를 줄이는데에 한계가 있다.In addition, since the conventional liquid crystal display device requires the first and second polarizing plates attached to both sides of the panel to transmit / block the light, there is a limit in reducing the thickness of the panel.

실시예는 새로운 구조를 갖는 표시 장치를 제공한다.The embodiment provides a display device having a new structure.

실시예는 경박 단소의 극대화를 구현한 표시 장치를 제공한다.The embodiment provides a display device which realizes the maximization of the light and small dot.

실시예에 따르면, 표시 장치는 광을 발광하는 다수의 발광 소스를 포함하는 발광 어레이; 상기 발광 어레이의 광을 전반사시키는 전반사층과, 상기 전반사층의 광을 전기장에 의한 굴절률 가변으로 투과시키기 위해 상기 전반사층 상에 형성되는 굴절률 가변층과, 상기 발광 어레이에 대응하는 위치에 배치되어 상기 광을 전반사를 위한 각도로 굴절시키는 다수의 회절 패턴을 포함하는 하부 기판; 및 상기 하부 기판에 대응하는 상부 기판을 포함한다.According to an embodiment, a display device includes a light emitting array including a plurality of light emitting sources for emitting light; A total reflection layer for totally reflecting light of the light emitting array; a refractive index variable layer formed on the total reflection layer to transmit the light of the total reflection layer with a variable refractive index by an electric field; A lower substrate including a plurality of diffraction patterns for refracting light at an angle for total reflection; And an upper substrate corresponding to the lower substrate.

실시예는 경박 단소의 극대화를 구현할 수 있다. The embodiment can realize the maximization of the light-weight chip.

도 1은 실시예에 따른 표시 장치를 도시한 평면도이다.
도 2는 도 1의 표시 장치의 I-I' 라인을 따라 절단한 제1 실시예를 도시한 단면도이다.
도 3은 도 1의 표시 장치의 J-J' 라인을 따라 절단한 제1 실시예를 도시한 단면도이다.
도 4는 도 1의 표시 장치의 상부 기판을 도시한 단면도이다.
도 5a 및 도 5b는 도 1의 표시 장치의 굴절율 가변층이 전압에 따라 굴절율이 변화는 모습을 도시한 도면이다.
도 6은 도 1의 표시 장치에서 전반사층과 회절 패턴에 의해 광이 전반사되는 모습을 도시한 도면이다.
도 7a 내지 도 7c는 도 1의 표시 장치에서 하부 기판의 제조 공정을 도시한 도면이다.
도 8은 도 1의 표시 장치의 I-I' 라인을 따라 절단한 제2 실시예를 도시한 단면도이다.
도 9는 도 1의 표시 장치에서 굴절률 가변층의 액정의 구조를 도시한 도면이다.
1 is a plan view showing a display device according to an embodiment.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the first embodiment cut along the line II 'of the display device of FIG.
3 is a cross-sectional view showing the first embodiment in which the display device of FIG. 1 is cut along the line JJ '.
4 is a cross-sectional view showing an upper substrate of the display device of FIG.
Figs. 5A and 5B are diagrams showing how the refractive index varies with voltage in the refractive index variable layer of the display device of Fig.
FIG. 6 is a view showing a state where light is totally reflected by the total reflection layer and the diffraction pattern in the display device of FIG. 1;
7A to 7C are diagrams showing a manufacturing process of a lower substrate in the display device of FIG.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing the second embodiment taken along line II 'of the display device of FIG.
9 is a diagram showing the structure of a liquid crystal of a refractive index variable layer in the display device of FIG.

이하, 첨부된 도면들을 참고하여 실시예들을 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 실시예에 따른 표시 장치를 도시한 평면도이고, 도 2는 도 1의 표시 장치의 I-I' 라인을 따라 절단한 제1 실시예를 도시한 단면도이고, 도 3은 도 1의 표시 장치의 J-J' 라인을 따라 절단한 제1 실시예를 도시한 단면도이며, 도 4는 도 1의 표시 장치의 상부 기판을 도시한 단면도이다.FIG. 1 is a plan view showing a display device according to an embodiment, FIG. 2 is a cross-sectional view showing a first embodiment cut along a line II 'of the display device of FIG. 1, JJ 'line, and FIG. 4 is a cross-sectional view of the upper substrate of the display device of FIG. 1. Referring to FIG.

도 1 내지 도 4를 참고하면, 제1 실시예에 따른 표시 장치(1)는 바텀 커버(10)의 양측에 안착되어 광을 발광하는 제1 및 제2 발광 어레이(16a, 16b)와 상기 제1 및 2 발광 어레이(16a, 16b)의 사이의 상기 바텀 커버(10) 상에 안착되어 정보를 표시하는 표시 패널(35)을 포함할 수 있다. 아울러, 도시되지 않았지만, 상기 표시 패널(35)을 고정시키는 한편, 바텀 커버(10)에 체결된 탑 케이스가 구비될 수 있다.1 to 4, the display device 1 according to the first embodiment includes first and second light emitting arrays 16a and 16b which are mounted on both sides of the bottom cover 10 and emit light, And a display panel 35 mounted on the bottom cover 10 between the first and second light emitting arrays 16a and 16b to display information. Further, although not shown, a top case fastened to the bottom cover 10 may be provided while fixing the display panel 35.

상기 바텀 커버(10)는 에지 영역이 수직 방향으로 절곡된 형상을 가질 수 있다. 상기 바텀 커버(10)에서 상기 에지 영역을 제외한 다른 영역은 수평 방향으로 편평한 면 형상을 가질 수 있다. The bottom cover 10 may have a shape in which an edge region is bent in a vertical direction. Other regions of the bottom cover 10 other than the edge regions may have a flat surface shape in the horizontal direction.

상기 제1 및 제2 발광 어레이(16a, 16b) 각각은 광을 발광하는 다수의 발광 소스(12a, 12b)와 상기 발광 소스(12a, 12b)가 실장되고 상기 발광 소스(12a, 12b)에 전기 신호를 공급하여 주는 인쇄회로기판(PCB)(14a, 14b)를 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 발광 어레이(16a, 16b)는 상기 바텀 커버(10)의 양측에서 서로 평행하게 배치될 수 있다. 상기 PCB(14a, 14b)는 예컨대 세로 방향(제2 방향)을 따라 길게 배치될 수 있다. 상기 PCB(14a, 14b) 상에 세로 방향을 따라 다수의 발광 소스(12a, 12b)가 실장될 수 있다.Each of the first and second light emitting arrays 16a and 16b includes a plurality of light emitting sources 12a and 12b that emit light and a plurality of light emitting sources 12a and 12b that are mounted on the light emitting sources 12a and 12b, And may include printed circuit boards (PCB) 14a and 14b for supplying signals. The first and second light emitting arrays 16a and 16b may be disposed on both sides of the bottom cover 10 in parallel with each other. The PCBs 14a and 14b may be arranged long along the longitudinal direction (second direction), for example. A plurality of light emitting sources 12a and 12b may be mounted on the PCBs 14a and 14b along the vertical direction.

상기 발광 소스(12a, 12b)는 발광 다이오드(LED) 또는 레이저 다이오드일 수 있다. The light emitting sources 12a and 12b may be light emitting diodes (LEDs) or laser diodes.

발광 다이오드는 적색 발광 다이오드, 녹색 발광 다이어드 및 청색 발광 다이오드의 조합으로 이루어질 수 있고, 백색 발광 다이오드나 자외선(UV) 발광 다이오드일 수도 있다. The light emitting diode may be a combination of a red light emitting diode, a green light emitting diode, and a blue light emitting diode, or may be a white light emitting diode or an ultraviolet (UV) light emitting diode.

실시예에서 발광 소스(12a, 12b)의 광은 직접 전반사층(24)으로 조사될 것을 요구하므로, 발광 소스(12a, 12b)로서 발광 다이오드가 사용되는 경우 발광 다이오드의 전면 상에 광을 직진으로 진행하도록 하는 직진 렌즈(collimation lens)가 배치될 수 있다. Since the light from the light emitting sources 12a and 12b is required to be directly irradiated to the total reflection layer 24 in the embodiment, when light emitting diodes are used as the light emitting sources 12a and 12b, A collimation lens may be arranged to allow the lens to proceed.

상기 표시 패널(35)은 하부 기판(20)과 상부 기판(40)을 포함할 수 있다. The display panel 35 may include a lower substrate 20 and an upper substrate 40.

상기 하부 기판(20)은 흡수층(22), 다수의 전반사층(24), 광 차단층(29), 다수의 회절 패턴(28a, 28b) 및 굴절률 가변층(30)을 포함할 수 있다. The lower substrate 20 may include an absorption layer 22, a plurality of total reflection layers 24, a light blocking layer 29, a plurality of diffraction patterns 28a and 28b, and a refractive index variable layer 30.

상기 흡수층(22)은 상기 전반사층(24)에서 상기 흡수층(22)으로 출사되는 빛을 흡수함으로써, 상기 전반사층(24)의 배면으로 빛이 새는 것을 방지할 수 있다. 또한, 흡수층(22)은 상기 바텀 커버(10)를 통해 입사되는 외부 광이 상기 전반사층(24)으로 입사되는 것을 차단하는 역할을 한다.The absorption layer 22 absorbs light emitted from the total reflection layer 24 to the absorption layer 22 to prevent light from leaking to the back surface of the total reflection layer 24. [ The absorption layer 22 serves to prevent external light incident through the bottom cover 10 from being incident on the total reflection layer 24.

상기 흡수층(22) 상에 다수의 전반사층(24)이 형성될 수 있다. 상기 전반사층(24)은 가로 방향(제1 방향)을 따라 길게 형성될 수 있다. 즉, 상기 전반사층(24)은 상기 제1 및 제2 발광 어레이(16a, 16b) 사이의 상기 흡수층(22) 상에 형성될 수 있다.   A plurality of total reflection layers 24 may be formed on the absorption layer 22. The total reflection layer 24 may be formed to be long along the lateral direction (first direction). That is, the total reflection layer 24 may be formed on the absorption layer 22 between the first and second light emitting arrays 16a and 16b.

상기 전반사층(24)은 가로 방향으로 상기 흡수층(22)보다 더 길게 형성될 수 있다. 즉, 상기 전반사층(24)의 양 측 에지 영역으로 상기 발광 어레이(16a, 16b)의 광이 조사되도록 상기 흡수층(22)의 양 측 에지 영역은 상기 전반사층(24)이 노출되도록 제거된 홈들(81)을 가질 수 있다. The total reflection layer 24 may be formed longer than the absorption layer 22 in the transverse direction. In other words, both side edge regions of the absorbing layer 22 are formed on the both sides of the total reflection layer 24 so that the total reflection layer 24 is exposed, Lt; RTI ID = 0.0 > 81 < / RTI >

상기 흡수층(22)은 상기 제1 및 제2 발광 어레이(16a, 16b) 사이에서 상기 바텀 커버(10)에 설치될 수 있다. 이때, 상기 흡수층(22)의 홈(81)에 상기 제1 및 제2 발광 어레이(16a, 16b)가 위치되어, 상기 제1 및 제2 발광 어레이(16a, 16b)의 광이 직접 상기 전반사층(24)의 에지 영역들로 조사될 수 있다. The absorbent layer 22 may be installed in the bottom cover 10 between the first and second light emitting arrays 16a and 16b. At this time, the first and second light emitting arrays 16a and 16b are positioned in the groove 81 of the absorbing layer 22 so that the light of the first and second light emitting arrays 16a and 16b is directly To the edge regions of the second substrate 24.

상기 제1 및 제2 발광 어레이(16a, 16b)에 대응하는 상기 전반사층(24)의 양측 에지 영역의 배면 상에 다수의 회절 패턴(28a, 28b)이 형성될 수 있다. 상기 회절 패턴(28a, 28b)은 상기 제1 및 제2 발광 어레이(16a, 16b)와 평행하게 세로 방향을 따라 길게 형성될 수 있다. 상기 회절 패턴(28a, 28b)은 크롬 옥사이드(CrOx, 0≤x≤1)일 수 있다. A plurality of diffraction patterns 28a and 28b may be formed on the back surfaces of both edge regions of the total reflection layer 24 corresponding to the first and second light emission arrays 16a and 16b. The diffraction patterns 28a and 28b may be formed along the longitudinal direction in parallel with the first and second light emitting arrays 16a and 16b. The diffraction patterns 28a and 28b may be chromium oxide (CrO x , 0? X? 1).

따라서, 상기 제1 및 제2 발광 어레이(16a, 16b)로부터 발광된 광은 상기 회절 패턴(28a, 28b)으로 입사되게 되고, 상기 회절 패턴(28a, 28b)에 의해 상기 광에 회절이 발생하여 소정 각도(θ)로 굴절되어 출사될 수 있다. 예컨대, 상기 각도(θ)는 상기 전반사층(24)에서 광이 전반사를 발생시키기 위한 각도일 수 있다. 즉, 상기 각도(θ)는 전반사를 위한 임계 각도일 수 있다. 상기 각도(θ)보다 큰 각도로 상기 광이 출사되는 경우, 상기 광은 상기 전반사층(24)에서 전반사될 수 있고, 상기 각도(θ)보다 작은 각도로 상기 광이 출사되는 경우, 상기 광은 상기 전반사층(24)을 벗어나 상기 굴절률 가변층(30)으로 입사될 수 있다. Therefore, light emitted from the first and second light emitting arrays 16a and 16b is incident on the diffraction patterns 28a and 28b, and diffraction occurs in the light by the diffraction patterns 28a and 28b And can be refracted at a predetermined angle? For example, the angle? May be an angle at which light is totally reflected in the total reflection layer 24. That is, the angle? May be a critical angle for total reflection. When the light is emitted at an angle larger than the angle?, The light can be totally reflected by the total reflection layer 24, and when the light is emitted at an angle smaller than the angle? Can be incident on the refractive index variable layer (30) after leaving the total reflection layer (24).

상기 광이 상기 회절 패턴(28a, 28b)으로부터 상기 각도(θ)로 굴절되어 출사되도록 하기 위해, 상기 회절 패턴(28a, 28b)은 소정 주기(d)로 상기 전반사층(24)의 배면에 형성될 수 있다.  The diffraction patterns 28a and 28b are formed on the back surface of the total reflection layer 24 at predetermined intervals d so that the light is refracted from the diffraction patterns 28a and 28b at the angle? .

도 6을 참고하면, 전반사층(24) 상에 굴절률 가변층(30)이 형성될 수 있다. 상기 전반사층(24) 상에 공통 전극(26)이 형성되지만, 상기 공통 전극(26)은 두께가 매우 얇기 때문에 광의 진행에 크게 영향을 주지 않을 뿐만 아니라 상기 공통 전극(26)은 필요에 따라 상기 상부 기판(40)에 형성될 수도 있기 때문에, 이하의 설명에서는 공통 전극(26)의 굴절률은 무시하기로 한다. 상기 전반사층(24)의 굴절률을 n1이라 하고, 상기 굴절률 가변층(30)의 굴절률을 n2라 한다. 여기서 n2는 상기 굴절률 가변층(30)에 전압이 인가되지 않았을 때의 굴절률 즉, n2=no=ne를 의미한다. Referring to FIG. 6, the refractive index variable layer 30 may be formed on the total reflection layer 24. The common electrode 26 is formed on the total reflection layer 24 so that the common electrode 26 does not greatly affect the progress of light because the thickness of the common electrode 26 is very thin. The refractive index of the common electrode 26 is ignored in the following description. The refractive index of the total reflection layer 24 is n 1 and the refractive index of the refractive index variable layer 30 is n 2 . Here, n 2 denotes the refractive index when no voltage is applied to the refractive index variable layer 30, that is, n 2 = n o = n e .

전반사를 위한 임계 각도(θ)는 하기의 수학식 1으로 표현될 수 있다.The critical angle? For total reflection can be expressed by the following equation (1).

Figure 112010086911044-pat00001
Figure 112010086911044-pat00001

이러한 경우, 패턴의 주기(d)는 하기의 수학식 2로 표현될 수 있다.In this case, the period d of the pattern can be expressed by the following equation (2).

Figure 112010086911044-pat00002
Figure 112010086911044-pat00002

여기서, λ는 광의 파장을 나타낸다. Here,? Represents the wavelength of light.

따라서, 수학식 2와 같은 주기를 갖는 다수의 회절 패턴(28a, 28b)이 상기 제1 및 제2 발광 어레이(16a, 16b)에 대응하는 상기 전반사층(24)의 양 측 에지 영역의 배면 상에 형성될 수 있다. Therefore, a plurality of diffraction patterns 28a and 28b having the same period as in Equation 2 are formed on the back surface side of both side edge regions of the total reflection layer 24 corresponding to the first and second light emission arrays 16a and 16b As shown in FIG.

상기 전반사층(24)에서 광이 전반사되도록 하기 위해서는 상기 굴절률 가변층(30)의 굴절률(n2)은 상기 전반사층(24)의 굴절률(n1)보다 적어도 작을 수 있다.In order for the light to be totally reflected by the total reflection layer 24, the refractive index n 2 of the refractive index variable layer 30 may be at least smaller than the refractive index n 1 of the total reflection layer 24.

상기 전반사층(24)은 상기 회절 패턴(28a, 28b)에 의해 출사된 광을 전반사시킬 수 있다. 상기 전반사층(24)은 실리콘 옥사이드 나이트라이드(SiOxNy, 0≤x≤1, 0≤y≤1)일 수 있다. The total reflection layer 24 can totally reflect light emitted by the diffraction patterns 28a and 28b. The total reflection layer 24 may be silicon oxide nitride (SiO x N y , 0? X? 1, 0? Y? 1).

상기 전반사층(24)은 100nm 내지 900nm의 두께를 가지고, 1.48 내지 1.58의 굴절률을 가질 수 있다. The total reflection layer 24 has a thickness of 100 nm to 900 nm and may have a refractive index of 1.48 to 1.58.

상기 전반사층(24)은 가로 방향을 따라 길게 형성되므로, 상기 전반사층(24)의 양측의 하부에 배치된 제1 및 제2 발광 어레이(16a, 16b)로부터 발광된 광이 상기 전반사층(24)의 내부에서 가로 방향을 따라 전반사로 진행될 수 있다. The light emitted from the first and second light emitting arrays 16a and 16b disposed on both sides of the total reflection layer 24 is reflected by the total reflection layer 24 The light can be totally reflected along the horizontal direction.

상기 전반사층(24) 내부의 광이 상기 전반사층(24)의 양측에서 외부로 출사되지 않도록 상기 전반사층(24)의 양 끝단의 측면에는 미러(미도시) 코팅이 이루어질 수 있다. 따라서, 상기 전반사층(24)의 내부에서 상기 미러로 진행된 광은 상기 미러에 의해 반사되어 다시 상기 전반사층(24) 내부로 진행될 수 있다.A mirror (not shown) may be formed on both sides of the total reflection layer 24 so that light in the total reflection layer 24 is not emitted to the outside from both sides of the total reflection layer 24. Therefore, the light traveling to the mirror in the total reflection layer 24 can be reflected by the mirror and then travel into the total reflection layer 24 again.

상기 전반사층(24) 사이의 상기 흡수층(22) 상에 광 차단층(29)이 형성될 수 있다. 상기 광 차단층(29)은 적어도 상기 전반사층(24)보다 낮은 굴절률을 갖는 유기 물질이나 무기 물질로 이루어질 수 있다. 따라서, 상기 광 차단층(29)의 굴절률이 상기 전반사층(24)의 굴절률(n1)보다 작기 때문에, 상기 전반사층(24)의 광은 상기 광 차단층(29)으로 출사되지 않게 된다.A light blocking layer 29 may be formed on the absorption layer 22 between the total reflection layers 24. The light blocking layer 29 may be formed of an organic material or an inorganic material having a refractive index lower than that of the total reflection layer 24. Therefore, since the refractive index of the light blocking layer 29 is smaller than the refractive index n1 of the total reflection layer 24, the light of the total reflection layer 24 is not emitted to the light blocking layer 29.

상기 전반사층(24)과 상기 광 차단층(29)의 전 영역 상에 공통 전극(26)이 형성될 수 있다. 실시예는 상기 공통 전극(26)은 상기 하부 기판(20)에 형성되는 것으로 설명하고 있지만, 상기 공통 전극(26)은 상기 상부 기판(40)에 화소 전극(57)과 함께 형성될 수 있다. A common electrode 26 may be formed on the entire region of the total reflection layer 24 and the light blocking layer 29. The common electrode 26 may be formed on the upper substrate 40 together with the pixel electrode 57. Although the common electrode 26 is formed on the lower substrate 20,

상기 공통 전극(26)은 투명한 도전 물질로 이루어질 수 있는데, 예컨대 ITO, IZO 또는 ITZO을 포함할 수 있다. The common electrode 26 may be made of a transparent conductive material such as ITO, IZO or ITZO.

상기 공통 전극(26) 상에는 굴절률 가변층(30)이 형성될 수 있다. 상기 공통 전극(26)이 상기 상부 기판(40)에 형성되는 경우에는 상기 굴절률 가변층(30)은 상기 다수의 전반사층(24)과 상기 광 차단층(29) 상에 형성될 수 있다. The refractive index variable layer 30 may be formed on the common electrode 26. When the common electrode 26 is formed on the upper substrate 40, the refractive index variable layer 30 may be formed on the plurality of total reflection layers 24 and the light blocking layer 29.

상기 굴절률 가변층(30)은 블루 상 모드(blue phase mode) 액정들을 포함할 수 있다. 또는 굴절률 가변층(30)은 전기장의 세기에 따라 굴절률이 가변되는 유기 또는 무기의 전기 광학 물질을 포함할 수 있다.The refractive index variable layer 30 may include blue phase mode liquid crystals. Or the refractive index variable layer 30 may include an organic or inorganic electro-optic material whose refractive index is variable according to the intensity of an electric field.

도 5a에 도시한 바와 같이, 상기 블루 상 모드 액정들은 전압 미인가시 광학적 등방성(isotropic)을 갖는 굴절률(n2=niso=no=ne)일 수 있다. As shown in FIG. 5A, the blue phase mode liquid crystals may have a refractive index (n 2 = n iso = n o = n e ) having optical isotropic in the absence of a voltage.

이와 같은 등방성 굴절률을 갖는 경우에는 상기 전반사층(24)의 광이 상기 굴절률 가변층(30)으로 출사되지 않게 된다.The light of the total reflection layer 24 is not emitted to the refractive index variable layer 30 in the case of having such an isotropic refractive index.

하지만, 전압 인가시 도 5b에 도시한 바와 같이 상기 블루 상 모드 액정들(130)은 전계 방향에 평행한 방향으로 ne의 굴절률를 가지고 전계 방향에 수직인 방향으로 no의 굴절률를 갖는 광학적 이방성(anisotropy)을 갖는 복굴절률로 변하게 된다. 5B, when the voltage is applied, the blue phase mode liquid crystals 130 have optical anisotropy (refractive index) of n e in the direction parallel to the electric field direction and refractive index n o in the direction perpendicular to the electric field direction ). ≪ / RTI >

이때, 굴절률 가변층(30)의 굴절률의 크기 관계는 no≤n2=niso≤ne으로 표현될 수 있다.At this time, the magnitude relation of the refractive index of the refractive index variable layer 30 can be represented by n o ≤ n 2 = n iso ≤ n e .

이와 같은 복굴절률을 가질 때, 블루 상 모드 액정은 전계 방향을 따라 긴 타원형을 가질 수 있다. When having such a birefringence, the blue phase mode liquid crystal may have a long oval shape along the electric field direction.

따라서, ne가 niso보다 커지게 됨에 따라 상기 전반사층(24)의 광이 상기 굴절률 가변층(30)으로 출사될 수 있다. Accordingly, the light of the total reflection layer 24 can be emitted to the refractive index variable layer 30 as ne becomes larger than niso.

다시 말해, 굴절률 가변층(30)은 전압의 인가됨에 따라 굴절률 가변층(30)의 굴절률이 복굴절률로 변하게 되고, 이러한 복굴절률로 인해 상기 전반사층(24)의 광이 상기 굴절률 가변층(30)으로 출사될 수 있다. In other words, in the refractive index variable layer 30, the refractive index of the refractive index variable layer 30 is changed to the birefringence index as the voltage is applied, and the light of the total reflection layer 24 is reflected by the refractive index variable layer 30 ). ≪ / RTI >

블루 상 모드 액정은 전압의 크기에 따라 등방성에서 이방성이 되도록 굴절률이 변하는 특성을 가지므로, 전압 응답속도가 향상될 수 있다. Since the blue phase mode liquid crystal has the property that the refractive index is changed so as to become isotropic in isotropy depending on the magnitude of the voltage, the voltage response rate can be improved.

또한, 블루 상 모드 액정은 굴절률 변화 특성을 이용하여 광의 투과/차단을 제어하는 것으로서, 초기 배향이 필요하지 않기 때문에 굴절률 가변층(30)의 상면과 하면에 별도의 배향막들을 형할 필요가 없으므로, 표시 패널(35)의 구조가 단순해지고 두께가 얇아지며 신속한 공정이 가능해질 수 있다.Since the blue phase mode liquid crystal controls the transmission / blocking of light by using the refractive index change characteristic, no initial alignment is required. Therefore, it is not necessary to form separate orientation films on the upper and lower surfaces of the refractive index variable layer 30, The structure of the panel 35 is simplified and the thickness thereof is thinned, and a rapid process can be performed.

이러한, 블루상 모드 액정은 스메틱 블루상과 콜레스테릭 블루상이 있다. Such a blue phase mode liquid crystal has a smectic blue phase and a cholesteric blue phase.

도 9를 참조하여 블루 상 모드 액정에 대해 상세히 설명한다. The blue phase mode liquid crystal will be described in detail with reference to FIG.

도 9를 참고하면, 블루상 모드 액정(130)은 각각의 액정이 꼬인형태로 원기둥 내에 배치되는데, 이러한 배치구조를 더블 트위스트 실린더(double twist cylinder : DTS, 이하 DTS라 함)(133) 구조라 한다. Referring to FIG. 9, the blue phase mode liquid crystal 130 is arranged in a cylinder in a twisted manner in the form of a twisted liquid crystal. This arrangement is called a double twist cylinder (DTS) 133 structure .

이러한 블루상 모드 액정(130)들은 DTS(133)의 중심축으로부터 외측 방향으로 갈수록 점점 더 꼬여지게 된다. 즉, 블루상 모드 액정(130)들은 DTS(133) 내에서 서로 직교하는 두 개의 트위스트 축(X, Y)을 따라 꼬이도록 배치된다. The blue phase mode liquid crystals 130 are gradually twisted from the central axis of the DTS 133 toward the outer side. That is, the blue phase mode liquid crystals 130 are arranged to be twisted along two twist axes (X, Y) orthogonal to each other in the DTS 133.

따라서, 블루상 모드 액정(130)들은 DTS(133)의 중심축을 기준으로 DTS(133) 내에서 방향성을 갖는다. Accordingly, the blue phase mode liquid crystals 130 are oriented in the DTS 133 with respect to the central axis of the DTS 133. [

또한, 이러한 DTS(133)들은 격자(lattice : 135) 구조로 배치된다. Also, these DTSs 133 are arranged in a lattice (135) structure.

이러한 블루상 모드 액정(130)은 키랄 네마틱상(chiral nematic phase)과 등방상(isotropic phase) 사이의 온도영역에서 나타는 액정상으로, 1 ~ 2℃의 좁은 범위에서만 발현하기 때문에 온도를 정확하게 제어하는 것이 중요하다. Since the blue phase mode liquid crystal 130 is a liquid crystal phase appearing in a temperature region between a chiral nematic phase and an isotropic phase and is expressed only in a narrow range of 1 to 2 ° C, It is important to do.

이에, 블루상 모드 액정(130)은 고분자와 결합되어 안정화된 고분자 안정화 블루상 모드 액정(130)으로 이루어진다. 고분자 안정화 블루상 모드 액정(130)은 고분자가 혼합된 블루상 모드 액정(130)으로, DTS(133)들이 격자(135) 구조로 안정된다. 즉, 블루상 모드 액정(130)에 고분자를 혼합하면 고분자는 DTS(133)를 이루는 액정들 즉 방향성을 갖는 액정들보다 방향성을 갖지 않는 액정들과 더 잘 결합한다. 이에 따라 DTS(133)들이 격자(135) 구조가 안정화되고, 이를 통해 블루상이 발현되는 온도 대역이 0 ~ 50 ℃ 이하로 확대된다. The blue phase mode liquid crystal 130 includes a polymer stabilized blue phase mode liquid crystal 130 that is stabilized in combination with a polymer. The polymer stabilized blue phase mode liquid crystal 130 is a blue phase mode liquid crystal 130 in which polymers are mixed, and the DTSs 133 are stabilized in a lattice 135 structure. That is, when the polymer is mixed with the blue phase mode liquid crystal 130, the polymer binds better with the liquid crystals forming the DTS 133, that is, liquid crystals having no direction than the liquid crystals having the directionality. As a result, the structure of the grating 135 of the DTS 133 is stabilized, and the temperature band in which the blue phase is expressed is expanded to 0 to 50 DEG C or less.

이러한 블루상은 모노머(monomer), 광개시제(photoinitiator) 및 결합제(binder)와 같은 고분자화합물을 포함할 수 있다. 고분자화합물은 블루상 모드 액정(130)을 안정화하며, 안정화된 블루상 모드 액정(130)의 발현하는 온도가 0 ~ 50 ℃ 로 확대될 수 있다. Such blue phases may comprise polymeric compounds such as monomers, photoinitiators and binders. The polymer compound stabilizes the blue phase mode liquid crystal 130 and the temperature at which the stabilized blue phase mode liquid crystal 130 is expressed can be expanded to 0 to 50 ° C.

이렇게 고분자화합물에 의해 안정화된 블루상 모드 액정(130)은 전극 사이, 예컨대 공통 전극과 화소 전극 사이에 전기장이 인가되지 않은 경우에는 무질서하게 배열되고, 전극 사이에 전기장이 인가되는 경우에는 전기장의 세기 방향을 따라 배열된다. The blue phase mode liquid crystal 130 stabilized by the polymer compound is disorderly arranged when no electric field is applied between the electrodes, for example, between the common electrode and the pixel electrode, and when an electric field is applied between the electrodes, Direction.

상부 기판(40)은 도 2 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 베이스 기판(41), 컬러층(43), 블랙 매트릭스(69), 박막 트랜지스터(65) 및 화소 전극(57)을 포함할 수 있다.The upper substrate 40 may include a base substrate 41, a color layer 43, a black matrix 69, a thin film transistor 65 and a pixel electrode 57, as shown in Figs. have.

상기 베이스 기판(41) 상에 게이트 라인(미도시)과 게이트 전극(51)이 형성될 수 있다. 상기 베이스 기판(41)은 유리 재질이나 플라스틱 재질일 수 있다. A gate line (not shown) and a gate electrode 51 may be formed on the base substrate 41. The base substrate 41 may be made of glass or plastic.

상기 게이트 전극(51)은 상기 게이트 라인으로부터 돌출 형성될 수 있다.The gate electrode 51 may protrude from the gate line.

상기 게이트 라인을 포함하는 상기 베이스 기판(41) 상에 게이트 절연막(53)이 형성되고, 상기 게이트 전극(51)에 상응하는 상기 게이트 절연막(53) 상에 활성층과 오믹 콘택층을 포함하는 반도체층(55)이 형성될 수 있다. A gate insulating film 53 is formed on the base substrate 41 including the gate line and a semiconductor layer 53 including an active layer and an ohmic contact layer is formed on the gate insulating film 53 corresponding to the gate electrode 51, (55) may be formed.

상기 반도체층(55)을 포함하는 베이스 기판(41) 상에 상기 게이트 라인과 교차하는 데이터 라인(60)과 상기 반도체층(55) 상에 서로 이격된 소스 전극(61)과 드레인 전극(63)이 형성될 수 있다.A data line 60 which intersects the gate line and a source electrode 61 and a drain electrode 63 which are spaced apart from each other on the semiconductor layer 55 are formed on a base substrate 41 including the semiconductor layer 55, Can be formed.

상기 소스 전극(61)은 상기 데이터 라인(60)으로부터 돌출 형성될 수 있다. The source electrode 61 may protrude from the data line 60.

상기 게이트 라인과 상기 데이터 라인(60)의 교차에 의해 화소 영역이 정의될 수 있다. A pixel region can be defined by the intersection of the gate line and the data line 60.

상게 게이트 전극(51), 상기 반도체층(55) 및 상기 소스/드레인 전극(61, 63)에 의해 박막 트랜지스터(65)가 형성될 수 있다. 상기 박막 트랜지스터(65)는 상기 게이트 라인과 상기 데이터 라인(60)에 전기적으로 연결되어, 상기 화소 영역을 구동할 수 있다. 상기 박막 트랜지스터(65)는 상기 화소 영역에 형성되어, 상기 화소 영역을 구동할 수 있다. The thin film transistor 65 may be formed by the upper gate electrode 51, the semiconductor layer 55, and the source / drain electrodes 61 and 63. The thin film transistor 65 may be electrically connected to the gate line and the data line 60 to drive the pixel region. The thin film transistor 65 may be formed in the pixel region to drive the pixel region.

상기 상부 기판(40)에는 상기 게이트 라인과 상기 데이터 라인(60)에 의해 정의된 다수의 화소 영역들이 매트릭스 형상으로 배열될 수 있다. 따라서, 각 화소 영역에 형성된 박막 트랜지스터(65)에 의해 각 화소 영역이 개별적으로 구동될 수 있다.A plurality of pixel regions defined by the gate lines and the data lines 60 may be arranged in a matrix form on the upper substrate 40. Therefore, each pixel region can be individually driven by the thin film transistor 65 formed in each pixel region.

상기 데이터 라인(60)을 포함하는 상기 베이스 기판(41) 상에 보호막(67)이 형성되고, 상기 드레인 전극(63)이 노출된 콘택홀이 형성될 수 있다. A protective film 67 may be formed on the base substrate 41 including the data line 60 and a contact hole in which the drain electrode 63 is exposed.

상기 보호막(67) 상의 화소 영역에서 콘택홀을 통해 상기 드레인 전극(63)에 전기적으로 연결된 화소 전극(57)이 형성될 수 있다. 상기 화소 전극(57)은 투명한 도전 물질로 이루어질 수 있는데, 예컨대 ITO, IZO 또는 ITZO을 포함할 수 있다. 상기 화소 전극(57)은 상기 화소 영역마다 형성될 수 있다. 따라서, 상기 박막 트랜지스터(65)의 스위칭 제어에 의해 상기 데이터 라인(60)으로 공급된 데이터 전압이 상기 화소 전극(57)으로 인가될 수 있다. 상기 하부 기판(20)의 공통 전극(26)으로 공통 전압이 인가될 수 있다. A pixel electrode 57 electrically connected to the drain electrode 63 through a contact hole may be formed in the pixel region on the passivation layer 67. The pixel electrode 57 may be made of a transparent conductive material such as ITO, IZO or ITZO. The pixel electrode 57 may be formed in each pixel region. Therefore, the data voltage supplied to the data line 60 can be applied to the pixel electrode 57 by the switching control of the thin film transistor 65. A common voltage may be applied to the common electrode 26 of the lower substrate 20.

상기 화소 전극(57)의 데이터 전압과 상기 공통 전극(26)의 공통 전압 사이의 전계에 의해 상기 굴절률 가변층(30)의 굴절률이 가변되고, 이에 따라 상기 전반사층(24)의 광이 상기 굴절률 가변층(30)으로 출사될 수 있다.The refractive index of the refractive index variable layer 30 is varied by the electric field between the data voltage of the pixel electrode 57 and the common voltage of the common electrode 26. As a result, And can be emitted to the variable layer 30.

만일 상기 데이터 전압이 상기 화소 전극(57)으로 인가되지 않는 경우, 상기 굴절률 가변층(30)의 굴절률이 가변되지 않게 되어, 상기 전반사층(24)의 광은 상기 전반사층(24) 내에서만 전반사되고 상기 굴절률 가변층(30)으로 출사되지 않게 된다.If the data voltage is not applied to the pixel electrode 57, the refractive index of the refractive index variable layer 30 is not changed, and the light of the total reflection layer 24 is totally reflected within the total reflection layer 24 And is not emitted to the refractive index variable layer 30.

상기 화소 전극(57)으로 인가되는 데이터 전압의 세기에 따라 상기 화소 전극(57)과 상기 공통 전극(26) 사이의 전계의 세기가 달라지고 이에 따라 상기 굴절률 가변층(30)의 굴절률의 세기가 달라짐에 따라 상기 굴절률 가변층(30)으로 출사되는 광의 량이 달리지게 될 수 있다. 이러한 광량 변화를 통해 계조 표현이 가능해질 수 있다. The intensity of the electric field between the pixel electrode 57 and the common electrode 26 is changed according to the intensity of the data voltage applied to the pixel electrode 57 and the intensity of the refractive index of the refractive index variable layer 30 is The amount of light emitted to the refractive index variable layer 30 can be varied. The gradation representation can be made possible through such light quantity change.

상기 게이트 라인, 상기 데이터 라인(60), 상기 박막 트랜지스터(65) 및 상기 발광 어레이(16a, 16b)에 대응하는 상부 기판(40)의 보호막(67) 상에 블랙 매트릭스(69)가 형성될 수 있다. A black matrix 69 may be formed on the protective film 67 of the upper substrate 40 corresponding to the gate line, the data line 60, the thin film transistor 65 and the light emitting arrays 16a and 16b have.

상기 게이트 라인, 상기 데이터 라인(60) 및 상기 박막 트랜지스터(65)는 상기 화소 영역 사이에 형성되므로, 상기 게이트 라인, 상기 데이터 라인(60) 및 상기 박막 트랜지스터(65)를 커버하는 블랙 매트릭스(69)는 격자 형상으로 형성될 수 있다. Since the gate line, the data line 60 and the thin film transistor 65 are formed between the pixel regions, the black matrix 69 covering the gate line, the data line 60 and the thin film transistor 65 May be formed in a lattice shape.

상기 블랙 매트릭스(69) 사이의 상기 화소 영역 상에 컬러층(43)이 형성될 수 있다. 상기 컬러층(43)은 적색 컬러층(43a), 녹색 컬러층(43b) 및 청색 컬러층(43c)을 포함할 수 있다.A color layer 43 may be formed on the pixel region between the black matrixes 69. The color layer 43 may include a red color layer 43a, a green color layer 43b, and a blue color layer 43c.

상기 컬러층(43)은 적색 컬러 레진, 녹색 컬러 레진 및 청색 컬러 레진으로 형성된 컬러 필터나 적색 적색 형광 물질, 녹색 형광 물질체 및 청색 형광 물질로 형성된 형광체일 수 있다. The color layer 43 may be a color filter formed of a red color resin, a green color resin, and a blue color resin, or a phosphor formed of a red red phosphor, a green phosphor material, and a blue phosphor.

상기 발광 어레이(16a, 16b)의 광이 백색인 경우, 상기 백색 광은 상기 굴절률 가변층(30)을 경유하여 상기 컬러층(43)을 투과하면서 적색 컬러 광, 녹색 컬러 광 또는 청색 컬러 광으로 변조될 수 있다. When the light emitted from the light emitting arrays 16a and 16b is white, the white light passes through the color layer 43 via the refractive index variable layer 30 and is converted into red color light, green color light, or blue color light It can be modulated.

따라서, 상기 화소 전극(57)에 데이터 전압이 인가되지 않는 경우, 상기 굴절률 가변층(30)의 굴절률은 어떠한 변화도 발생하지 않는 광학적 이방성을 가지고 상기 전반사층(24)의 굴절률보다 작기 때문에 상기 전반사층(24)의 광은 상기 전반사층(24) 내에서만 전반사되고 상기 굴절률 가변층(30)으로 출사되지 않게 된다.Therefore, when no data voltage is applied to the pixel electrode 57, the refractive index of the refractive index variable layer 30 is less than the refractive index of the total reflection layer 24 due to the optical anisotropy in which no change occurs, The light of the layer 24 is totally reflected within the total reflection layer 24 and is not emitted to the refractive index variable layer 30. [

이에 반해, 상기 화소 전극(57)에 데이터 전압이 인가되는 경우, 상기 공통 전극(26)에 인가된 공통 전압과 상기 데이터 전압 사이의 전기장에 의해 상기 굴절률 가변층(30)의 굴절률은 가변되게 되고 상기 굴절률 가변층(30)의 가변된 굴절률에 따라 블루 상 모드 액정이 배열된다. 이러한 굴절률 가변층(30)의 굴절률의 가변에 의해 상기 전반사층(24)의 광이 상기 굴절률 가변층(30)으로 출사되고, 상기 굴절률 가변층(30)에서 상기 배열된 블루 상 모드 액정 사이로 투과될 수 있다. On the other hand, when a data voltage is applied to the pixel electrode 57, the refractive index of the refractive index variable layer 30 is varied by an electric field between the common voltage applied to the common electrode 26 and the data voltage The blue phase mode liquid crystal is arranged according to the variable refractive index of the refractive index variable layer 30. The light of the total reflection layer 24 is emitted to the refractive index variable layer 30 by the variation of the refractive index of the refractive index variable layer 30 and is transmitted through the refractive index variable layer 30 .

아울러, 상기 화소 전극(57)에 인가되는 데이터 전압의 세기에 따라 상기 굴절률 가변층(30)의 굴절률의 변화량이 달리지고, 이에 따라 상기 블루 상 모드 액정의 배열도 달리지게 되어 상기 블루 상 모드 액정 사이로 투과되는 광의 량이 달리질 수 있다. 이러한 광량의 변화를 이용하여 계조 표현이 가능해질 수 있다. The refractive index of the refractive index variable layer 30 varies according to the intensity of the data voltage applied to the pixel electrode 57. Accordingly, the arrangement of the blue phase mode liquid crystal varies, The amount of light transmitted between the light sources can be varied. By using such a change in the amount of light, gradation expression can be made possible.

도 7a 내지 도 7c는 도 1의 표시 장치에서 하부 기판의 제조 공정을 도시한 도면이다. 7A to 7C are diagrams showing a manufacturing process of a lower substrate in the display device of FIG.

도 7a에 참고하면, 흡수층(22) 상에 1. 48 내지 1.58의 굴절률을 갖는 전반사막을 형성하고, 상기 전반사막을 패턴하여 가로 방향을 따라 길게 형성된 다수의 전반사층(24)을 형성할 수 있다.7A, a total reflection layer 24 having a refractive index of 1.48 to 1.58 is formed on the absorption layer 22, and a plurality of long total reflection layers 24 are formed along the lateral direction by patterning the transmission layer. have.

상기 흡수층(22)은 상기 전반사층(24)에서 상기 흡수층(22)으로 출사되는 빛을 흡수함으로써, 상기 전반사층(24)의 배면으로 빛이 새는 것을 방지할 수 있다. 또한, 흡수층(22)은 외부 광이 상기 전반사층(24)으로 입사되는 것을 차단하는 역할을 한다.The absorption layer 22 absorbs light emitted from the total reflection layer 24 to the absorption layer 22 to prevent light from leaking to the back surface of the total reflection layer 24. [ The absorption layer 22 serves to prevent external light from being incident on the total reflection layer 24.

상기 전반사층(24)은 1. 48 내지 1.58의 고 굴절률을 갖는 물질, 예컨대 실리콘 옥사이드 나이트라이드(SiOxNy, 0≤x≤1, 0≤y≤1)으로 이루어짐으로써, 상기 전반사층(24) 내에서 광이 전반사가 되도록 한다.The total reflection layer 24 is made of a material having a high refractive index of 1.48 to 1.58, such as silicon oxide nitride (SiO x N y , 0? X? 1, 0? Y? 1) 24 so that the light is totally reflected.

상기 전반사층(24)은 100nm 내지 900nm의 두께를 가질 수 있다. 이러한 두께는 광이 전반사를 발생시키기에 적합한 두께 범위일 수 있다.The total reflection layer 24 may have a thickness of 100 nm to 900 nm. This thickness may be in a range of thicknesses suitable for light to generate total reflection.

상기 전반사층(24)은 서로 간에 이격되어, 광이 각 전반사층(24)에서 독립적으로 전반사가 발생될 수 있다. The total reflection layer 24 is spaced apart from each other so that total reflection can be generated independently of the light in each total reflection layer 24. [

상기 전반사층(24)을 포함하는 상기 흡수층(22) 상에 광 차단막을 형성하고 상기 광 차단막을 패턴하여 상기 전반사층(24) 사이에 광 차단층(29)을 형성할 수 있다.A light blocking film may be formed on the absorption layer 22 including the total reflection layer 24 and a light blocking layer 29 may be formed between the total reflection layers 24 by patterning the light blocking film.

상기 광 차단층(29)은 적어도 상기 전반사층(24)보다 낮은 굴절률을 갖는 유기 물질이나 무기 물질로 이루어질 수 있다. 따라서, 상기 광 차단층(29)의 굴절률이 상기 전반사층(24)의 굴절률보다 작기 때문에, 상기 전반사층(24)의 광은 상기 광 차단층(29)으로 출사되지 않게 된다.The light blocking layer 29 may be formed of an organic material or an inorganic material having a refractive index lower than that of the total reflection layer 24. Therefore, since the refractive index of the light blocking layer 29 is smaller than the refractive index of the total reflection layer 24, the light of the total reflection layer 24 is not emitted to the light blocking layer 29.

상기 전반사층(24)과 상기 광 차단층(29)의 전 영역 상에 공통 전극(26)이 형성될 수 있다. 실시예는 상기 공통 전극(26)은 상기 하부 기판(20)에 형성되는 것으로 설명하고 있지만, 상기 공통 전극(26)은 상기 상부 기판(40)에 화소 전극(57)과 함께 형성될 수 있다. A common electrode 26 may be formed on the entire region of the total reflection layer 24 and the light blocking layer 29. The common electrode 26 may be formed on the upper substrate 40 together with the pixel electrode 57. Although the common electrode 26 is formed on the lower substrate 20,

상기 공통 전극은 투명한 도전 물질로 이루어질 수 있는데, 예컨대 ITO, IZO 또는 ITZO을 포함할 수 있다. The common electrode may be made of a transparent conductive material, for example, ITO, IZO or ITZO.

도 7b을 참고하면, 상기 흡수층(22)을 뒤집어, 상기 흡수층(22)이 최상위층에 위치되도록 한 다음, 상기 흡수층(22) 아래의 상기 전반사층(24)과 광 차단층(29)이 노출되도록 상기 흡수층(22)을 세로 방향을 따라 패턴하여 상기 흡수층(22)의 양측 에지 영역이 세로 방향을 따라 제거된 홈들(81)이 형성될 수 있다. 상기 홈들(81) 각각은 상기 세로 방향을 따라 길게 형성될 수 있다. 7B, the absorption layer 22 is turned over so that the absorption layer 22 is positioned on the uppermost layer, and the total reflection layer 24 and the light blocking layer 29 below the absorption layer 22 are exposed. Grooves 81 may be formed in which the edge regions of both sides of the absorbent layer 22 are removed along the longitudinal direction by patterning the absorbent layer 22 along the longitudinal direction. Each of the grooves 81 may be elongated along the longitudinal direction.

도 7c를 참고하면, 상기 노출된 상기 전반사층(24)과 상기 광 차단층(29) 상에 크롬 옥사이드(CrOx)로 이루어지는 크롬 옥사이드막을 형성하고, 상기 크롬 옥사이드막을 세로 방향을 따라 패턴하여 상기 전반사층(24)과 상기 광 차단층(29) 상에 다수의 회절 패턴(28a, 28b)을 형성할 수 있다. 상기 회절 패턴(28a, 28b)이 세로 방향을 따라 형성되므로, 상기 회절 패턴(28a, 28b)은 상기 전반사층(24)과 상기 광 차단층(29) 상에 교대로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 회절 패턴(28a, 28b)은 전반사층(24), 광 차단층(29), 전반사층(24), 광 차단층(29)의 순서로 세로 방향을 따라 형성될 수 있다. Referring to FIG. 7C, a chromium oxide film made of chromium oxide (CrO x ) is formed on the exposed total reflection layer 24 and the light blocking layer 29, and the chromium oxide film is patterned along the longitudinal direction A plurality of diffraction patterns 28a and 28b can be formed on the total reflection layer 24 and the light blocking layer 29. [ The diffraction patterns 28a and 28b may be alternately formed on the total reflection layer 24 and the light blocking layer 29 because the diffraction patterns 28a and 28b are formed along the longitudinal direction. For example, the diffraction patterns 28a and 28b may be formed along the longitudinal direction in the order of the total reflection layer 24, the light blocking layer 29, the total reflection layer 24, and the light blocking layer 29 in this order.

상기 회절 패턴(28a, 28b)은 광이 상기 전반사층(24)에서 전반사가 되도록 상기 광의 출사 각도를 조절하기 위해 형성될 수 있다. The diffraction patterns 28a and 28b may be formed to adjust the exit angle of the light so that light is totally reflected by the total reflection layer 24.

이러한 경우, 상기 광 차단층(29)은 이러한 전반사와 관계없으므로, 필요에 따라 상기 회절 패턴(28a, 28b)은 광 차단층(29)에는 형성되지 않고 상기 전반사층(24)에만 형성될 수도 있지만, 실시예는 이에 대해 한정하지 않는다.In this case, the diffraction patterns 28a and 28b may be formed only in the total reflection layer 24 without being formed in the light blocking layer 29, as necessary, because the light blocking layer 29 is not related to the total reflection , But the embodiment is not limited thereto.

상기 회절 패턴(28a, 28b)에 대응하는 위치에 발광 어레이(16a, 16b)가 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 발광 어레이(16a, 16b)의 광이 상기 회절 패턴(28a, 28b)으로 입사되고, 상기 회절 패턴(28a, 28b)에 의해 전반사의 임계 각도와 동일한 각도로 광이 출사되게 되어, 상기 전반사층(24) 내부에서 상기 광이 전반사 될 수 있다. Emitting arrays 16a and 16b may be disposed at positions corresponding to the diffraction patterns 28a and 28b. Light from the light emitting arrays 16a and 16b is incident on the diffraction patterns 28a and 28b and light is emitted at an angle equal to the critical angle of total reflection by the diffraction patterns 28a and 28b, The light can be totally reflected within the total reflection layer 24.

만일 상기 공통 전극(26) 상의 굴절률 가변층(30)이 전압 인가에 따른 전기장에 의해 굴절률이 가변되는 경우, 상기 전반사층(24)의 광이 상기 굴절률 가변층(30)으로 출사될 수 있다. The light of the total reflection layer 24 may be emitted to the refractive index variable layer 30 when the refractive index of the refractive index variable layer 30 on the common electrode 26 is varied by the electric field applied by the voltage.

도 8은 도 1의 표시 장치의 I-I' 라인을 따라 절단한 제2 실시예를 도시한 단면도이다.8 is a cross-sectional view showing a second embodiment taken along line I-I 'of the display device of FIG.

제2 실시예는 제1 실시예에 비교하여 회절 패턴이 흡수층의 양측 에지 영역 상에 형성되는 것을 제외하고는 거의 동일하다.The second embodiment is substantially the same as the first embodiment except that the diffraction pattern is formed on both side edge regions of the absorber layer.

따라서, 제2 실시예의 설명에 있어서 상기 제1 실시예와 동일한 구성 요소들에 대해서는 동일한 도면 번호를 부여하고 상세한 설명은 생략한다.Therefore, in the description of the second embodiment, the same constituent elements as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and a detailed description thereof will be omitted.

도 8을 참고하면, 제2 실시예에 따른 표시 장치는 바텀 커버(10), 상기 바텀 커버(10)의 양측에 안착되어 광을 발광하는 제1 및 제2 발광 어레이(16a, 16b)와, 상기 제1 및 제2 발광 어레이(16a, 16b)의 사이의 상기 바텀 커버(10)에 안착되어 정보를 표시하는 표시 패널을 포함할 수 있다.8, the display device according to the second embodiment includes a bottom cover 10, first and second light emitting arrays 16a and 16b that are mounted on both sides of the bottom cover 10 to emit light, And a display panel mounted on the bottom cover 10 between the first and second light emitting arrays 16a and 16b to display information.

상기 표시 패널은 하부 기판(20)과 상부 기판(40)을 포함할 수 있다. The display panel may include a lower substrate 20 and an upper substrate 40.

상기 하부 기판(20)은 흡수층(22), 다수의 전반사층(24), 광 차단층(29), 다수의 회절 패턴(28a, 28b) 및 굴절률 가변층(30)을 포함할 수 있다. The lower substrate 20 may include an absorption layer 22, a plurality of total reflection layers 24, a light blocking layer 29, a plurality of diffraction patterns 28a and 28b, and a refractive index variable layer 30.

상기 회절 패턴(28a, 28b)은 상기 흡수층(22)의 양측 에지 영역 상에 형성될 수 있다. 즉, 상기 흡수층(22)의 제1 측 에지 영역 상에 다수의 제1 회절 패턴(28a)이 형성되고, 상기 흡수층(22)의 제2 측 에지 영역 상에 다수의 제2 회절 패턴(28b)이 형성될 수 있다. The diffraction patterns 28a and 28b may be formed on both side edge regions of the absorption layer 22. That is, a plurality of first diffraction patterns 28a are formed on the first side edge region of the absorption layer 22, and a plurality of second diffraction patterns 28b are formed on the second side edge region of the absorption layer 22. [ Can be formed.

상기 전반사층(24)은 가로 방향(제1 방향)을 따라 길게 형성되는데 반해, 상기 제1 및 제2 회절 패턴(28a, 28b)은 세로 방향(제2 방향)을 따라 길게 형성될 수 있다. The total reflection layer 24 is formed to be long along the lateral direction (first direction), whereas the first and second diffraction patterns 28a and 28b may be formed long along the longitudinal direction (second direction).

또는 광이 상기 전반사층(24)으로만 입사되면 되므로, 상기 제1 및 제2 회절 패턴(28a, 28b)은 상기 전반사층(24)에 대응하는 상기 흡수층(22)의 제1 및 제2 측 에지 영역들 상에 형성될 수도 있다. 이러한 경우, 상기 전반사층(24) 사이에 형성된 광 차단층(29)에 대응하는 상기 흡수층(22)의 영역에는 상기 제1 및 제2 회절 패턴(28a, 28b)이 형성되지 않게 된다. 하지만, 실시예는 이에 대해 한정하지는 않는다.The first and second diffraction patterns 28a and 28b are formed on the first and second sides of the absorption layer 22 corresponding to the total reflection layer 24, May be formed on the edge regions. In this case, the first and second diffraction patterns 28a and 28b are not formed in the region of the absorption layer 22 corresponding to the light blocking layer 29 formed between the total reflection layers 24. However, the embodiment is not limited to this.

상기 제1 및 제2 회절 패턴(28a, 28b)에 대응하는 상기 바텀 커버(10)의 양측에 제1 및 제2 발광 어레이(16a, 16b)가 배치될 수 있다. 바꿔 말하면, 상기 바텀 커버(10)의 양측에 배치된 제1 및 제2 발광 어레이(16, 16b)에 대응하는 상기 흡수층(22)의 제1 및 제2 측 에지 영역들 상에 제1 및 제2 회절 패턴들(28a, 28b)이 형성될 수 있다.The first and second light emitting arrays 16a and 16b may be disposed on both sides of the bottom cover 10 corresponding to the first and second diffraction patterns 28a and 28b. In other words, on the first and second side edge regions of the absorbent layer 22 corresponding to the first and second emissive arrays 16, 16b disposed on both sides of the bottom cover 10, 2 diffraction patterns 28a and 28b may be formed.

한편, 제1 및 제2 실시예에서, 박막트랜지스터(65)와 화소 전극(57)이 상부 기판(40)에 형성되는 것으로 설명하고 있지만, 상기 박막트랜지스터(65)와 화소 전극(57)은 하부 기판(20)에 형성될 수도 있다. 이러한 경우, 공통 전극(26)은 상기 하부 기판(20)과 상기 상부 기판(40)의 어느 하나의 기판에 형성될 수 있다.The thin film transistor 65 and the pixel electrode 57 are formed on the upper substrate 40 in the first and second embodiments, Or may be formed on the substrate 20. In this case, the common electrode 26 may be formed on one of the lower substrate 20 and the upper substrate 40.

1: 표시 장치 10: 바텀 커버
12a, 12b: 발광 소스 14a, 14b: PCB
16a, 16b: 발광 어레이 20: 하부 기판
22: 흡수층 24: 전반사층
26: 공통전극 28a, 28b, 71a, 71b: 회절 패턴
29: 광 차단층 30: 굴절률 가변층
35: 표시 패널 40: 상부 기판
41: 베이스 기판 43, 43a, 43b, 43c: 컬러층
51: 게이트 전극 53: 게이트 절연막
55: 반도체층 57: 화소 전극
60: 데이터 라인 61: 소오스 전극
63: 드레인 전극 65: 박막 트랜지스터
67: 보호층 69: 블랙 매트릭스
81: 홈
1: Display device 10: Bottom cover
12a, 12b: Light emitting sources 14a, 14b: PCB
16a, 16b: light emitting array 20:
22: absorption layer 24: total reflection layer
26: common electrode 28a, 28b, 71a, 71b: diffraction pattern
29: light blocking layer 30: refractive index variable layer
35: display panel 40: upper substrate
41: base substrate 43, 43a, 43b, 43c: colored layer
51: gate electrode 53: gate insulating film
55: semiconductor layer 57: pixel electrode
60: Data line 61: Source electrode
63: drain electrode 65: thin film transistor
67: protective layer 69: black matrix
81: Home

Claims (21)

광을 발광하는 다수의 발광 소스를 포함하는 발광 어레이;
상기 발광 어레이의 광을 전반사시키는 전반사층과, 상기 전반사층의 광을 전기장에 의한 굴절률 가변으로 투과시키기 위해 상기 발광 어레이 상에 형성되는 굴절률 가변층과, 상기 발광 어레이에 대응하는 위치에 배치되어 상기 광을 전반사를 위한 각도로 굴절시키는 다수의 회절 패턴을 포함하는 하부 기판; 및
상기 하부 기판에 대응하고, 박막 트랜지스터, 상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결된 화소 전극 및 상기 박막 트랜지스터를 커버하는 블랙 매트릭스를 포함하는 상부 기판을 포함하는 표시 장치.
A light emitting array including a plurality of light emitting sources for emitting light;
A total reflection layer for totally reflecting the light of the light emitting array; a refractive index variable layer formed on the light emitting array to transmit the light of the total reflection layer with a refractive index variable by an electric field; A lower substrate including a plurality of diffraction patterns for refracting light at an angle for total reflection; And
And an upper substrate corresponding to the lower substrate, the upper substrate including a thin film transistor, a pixel electrode electrically connected to the thin film transistor, and a black matrix covering the thin film transistor.
제1항에 있어서,
상기 상부 기판은 공통 전극을 더 포함하고, 상기 굴절률 가변층의 굴절률은 상기 공통 전극과 상기 화소 전극 사이에서 발생되는 전기장에 의해 가변되는 표시 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the upper substrate further comprises a common electrode and the refractive index of the refractive index variable layer is varied by an electric field generated between the common electrode and the pixel electrode.
제1항에 있어서,
상기 하부 기판은 공통 전극을 포함하고, 상기 굴절률 가변층의 굴절률은 상기 공통 전극과 상기 화소 전극 사이에서 발생되는 전기장에 의해 가변되는 표시 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the lower substrate includes a common electrode and the refractive index of the refractive index variable layer is varied by an electric field generated between the common electrode and the pixel electrode.
제1항에 있어서,
상기 하부 기판은,
상기 광의 컬러를 결정하는 컬러층을 포함하는 표시 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the lower substrate comprises:
And a color layer for determining the color of the light.
제4항에 있어서,
상기 컬러층은 컬러 레진 및 형광 물질 중 하나를 포함하는 표시 장치.
5. The method of claim 4,
Wherein the color layer comprises one of a color resin and a fluorescent material.
제1항에 있어서,
상기 굴절률 가변층은,
블루 상 모드 액정, 유기 전기 광학 물질 및 무기 전기 광학 물질 중 하나를 포함하는 표시 장치.
The method according to claim 1,
The refractive-index-
A blue phase mode liquid crystal, an organic electro-optic material, and an inorganic electro-optic material.
제1항에 있어서,
상기 굴절률 가변층은,
상기 전기장이 없을 때, 등방성 굴절률인 표시 장치.
The method according to claim 1,
The refractive-index-
And the isotropic refractive index when the electric field is absent.
제7항에 있어서,
상기 등방성 굴절률은 상기 전반사층의 굴절률보다 적어도 작은 표시 장치.
8. The method of claim 7,
Wherein the isotropic refractive index is at least smaller than the refractive index of the total reflection layer.
제1항에 있어서,
상기 굴절률 가변층은,
상기 전기장에 의해 이방성 복굴절률로 가변되는 표시 장치.
The method according to claim 1,
The refractive-index-
And anisotropic birefringence is varied by the electric field.
제1항에 있어서,
상기 발광 소스는,
발광 다이오드 및 레이저 다이오드 중 하나인 표시 장치.
The method according to claim 1,
The light-
Wherein the display device is one of a light emitting diode and a laser diode.
제1항에 있어서,
상기 전반사층은,
다수의 전반사층을 포함하고,
상기 전반사층 사이에 상기 전반사층의 굴절률보다 적어도 작은 광 차단층을 포함하는 표시 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the total reflection layer comprises:
Includes a plurality of total reflection layers,
And a light blocking layer between the total reflection layers at least smaller than a refractive index of the total reflection layer.
제11항에 있어서,
상기 전반사층과 상기 광 차단층의 배면 상에 광 흡수층을 더 포함하는 표시 장치.
12. The method of claim 11,
And a light absorbing layer on the back surface of the total reflection layer and the light blocking layer.
제11항에 있어서,
상기 회절 패턴은,
상기 발광 어레이에 대응하는 상기 전반사층과 상기 광 차단층의 에지 영역들의 배면 상에 형성되는 표시 장치.
12. The method of claim 11,
In the diffraction pattern,
Wherein the reflective layer is formed on the back surface of the total reflection layer and the edge regions of the light blocking layer corresponding to the light emitting array.
제13항에 있어서,
상기 회절 패턴은 상기 전반사층의 길이 방향에 수직인 방향을 따라 길게 형성되는 표시 장치.
14. The method of claim 13,
Wherein the diffraction pattern is formed along a direction perpendicular to the longitudinal direction of the total reflection layer.
제12항에 있어서,
상기 회절 패턴은,
상기 발광 어레이에 대응하는 상기 광 흡수층의 에지 영역 상에 형성되는 표시 장치.
13. The method of claim 12,
In the diffraction pattern,
Wherein the light emitting layer is formed on an edge region of the light absorbing layer corresponding to the light emitting array.
제15항에 있어서,
상기 회절 패턴은 상기 전반사층의 길이 방향에 수직인 방향을 따라 길게 형성되는 표시 장치.
16. The method of claim 15,
Wherein the diffraction pattern is formed along a direction perpendicular to the longitudinal direction of the total reflection layer.
제1항에 있어서,
상기 회절 패턴의 주기는 하기의 식으로 표현되는 표시 장치.
Figure 112010086911044-pat00003
, λ는 광의 파장이고, θ는 광의 전반사를 위한 임계 각임.
The method according to claim 1,
And the period of the diffraction pattern is expressed by the following expression.
Figure 112010086911044-pat00003
,? is a wavelength of light, and? is a critical angle for total reflection of light.
제1항에 있어서,
상기 회절 패턴은 크롬 옥사이드(CrOx, 0≤x≤1)인 표시 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the diffraction pattern is chromium oxide (CrO x , 0? X? 1).
제1항에 있어서,
상기 전반사층은,
100nm 내지 900nm의 두께와 1.48 내지 1.58의 굴절률을 가지는 표시 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the total reflection layer comprises:
And a thickness of 100 nm to 900 nm and a refractive index of 1.48 to 1.58.
제1항에 있어서,
상기 전반사층은,
실리콘 옥사이드 나이트라이드(SiOxNy, 0≤x≤1, 0≤y≤1)인 표시 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the total reflection layer comprises:
Silicon oxide nitride (SiO x N y , 0? X? 1, 0? Y? 1).
광을 발광하는 다수의 발광 소스를 포함하는 제1 및 제2 발광 어레이;
상기 제1 및 제2 발광 어레이의 광을 전반사시키는 전반사층과, 상기 전반사층의 광을 전기장에 의한 굴절률 가변으로 투과시키기 위해 상기 전반사층 상에 형성되는 굴절률 가변층과, 상기 제1 및 제2 발광 어레이에 대응하는 위치에 배치되어 상기 광을 전반사를 위한 각도로 굴절시키는 다수의 제1 및 제2 회절 패턴을 포함하는 하부 기판; 및
상기 하부 기판에 대응하고, 박막 트랜지스터, 상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결된 화소 전극 및 상기 박막 트랜지스터를 커버하는 블랙 매트릭스를 포함하는 상부 기판을 포함하는 표시 장치.
A first and a second light emitting array including a plurality of light emitting sources for emitting light;
A total reflection layer for totally reflecting the light of the first and second light emitting arrays; a refractive index variable layer formed on the total reflection layer to transmit the light of the total reflection layer with a refractive index variable by an electric field; A lower substrate disposed at a position corresponding to the light emitting array and including a plurality of first and second diffraction patterns for refracting the light at an angle for total reflection; And
And an upper substrate corresponding to the lower substrate, the upper substrate including a thin film transistor, a pixel electrode electrically connected to the thin film transistor, and a black matrix covering the thin film transistor.
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