KR101716901B1 - 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

표시 장치는 광을 발광하는 다수의 발광 소스를 포함하는 발광 어레이; 발광 어레이의 광을 전반사시키기 위해 발광 어레이 상에 형성되는 전반사층과, 전반사층의 광을 전기장에 의한 굴절률 가변으로 투과시키기 위해 전반사층 상에 형성되는 굴절률 가변층을 포함하는 하부 기판; 및 하부 기판에 대응하는 상부 기판을 포함한다.

Description

표시 장치{Display device}
실시예는 표시 장치에 관한 것이다.
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.
이 중에서 액정표시장치는 동화상 표시가 우수하고 높은 콘트라스트비를 가지므로, 노트북, 모니터, 텔레비전 및 네비게이션에 널리 사용되고 있다.
하지만, 종래의 액정표시장치는 광이 반드시 필요하고, 이러한 광을 생성하기 위한 백라이트 유닛이 별도로 제작되어 패널과 결합되므로, 두께와 무게를 줄이는데 한계가 있다.
아울러, 종래의 액정표시장치는 광을 투과/차단시키기 위해 패널의 양측에 부착된 제1 및 제2 편광판이 필요하게 되므로, 패널 두께를 줄이는데에 한계가 있다.
실시예는 새로운 구조를 갖는 표시 장치를 제공한다.
실시예는 경박 단소의 극대화를 구현한 표시 장치를 제공한다.
실시예에 따르면, 표시 장치는 광을 발광하는 다수의 발광 소스를 포함하는 발광 어레이; 상기 발광 어레이의 광을 전반사시키기 위해 상기 발광 어레이 상에 형성되는 전반사층과, 상기 전반사층의 광을 전기장에 의한 굴절률 가변으로 투과시키기 위해 상기 전반사층 상에 형성되는 굴절률 가변층을 포함하는 하부 기판; 및 상기 하부 기판에 대응하는 상부 기판을 포함한다.
실시예는 경박 단소의 극대화를 구현할 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 표시 장치를 도시한 평면도이다.
도 2는 도 1의 표시 장치의 I-I' 라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 3은 도 1의 표시 장치의 J-J' 라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 4는 도 1의 표시 장치의 반사층을 도시한 단면도이다.
도 5는 도 1의 표시 장치에서 광의 전반사를 도시한 도면이다.
도 6은 도 1의 표시 장치의 상부 기판을 도시한 단면도이다.
도 7a 및 도 7b는 도 1의 표시 장치의 굴절율 가변층이 전압에 따라 굴절율이 변화는 모습을 도시한 도면이다.
도 8은 도 1의 표시 장치에서 굴절률 가변층의 액정의 구조를 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참고하여 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 실시예에 따른 표시 장치를 도시한 평면도이고, 도 2는 도 1의 표시 장치의 I-I' 라인을 따라 절단한 단면도이고, 도 3은 도 1의 표시 장치의 J-J' 라인을 따라 절단한 단면도이며, 도 4는 도 1의 표시 장치의 반사층을 도시한 단면도이다.
도 1 내지 도 4를 참고하면, 제1 실시예에 따른 표시 장치(1)는 바텀 커버(10) 상에 안착되어 광을 발광하는 발광 어레이(16)와, 상기 발광 어레이(16) 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.
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.
상기 발광 어레이(16)는 광을 발광하는 다수의 발광 소스(12)와 상기 발광 소스(12)가 실장되고 상기 발광 소스(12)에 전기 신호를 공급하여 주는 인쇄회로기판(PCB)(14)를 포함할 수 있다.
상기 PCB(14)는 적어도 상기 표시 패널(35)보다 큰 사이즈를 갖는 단일판이고, 상기 PCB(14) 상에 다수의 발광 소스(12)가 실장될 수 있다.
또는 상기 PCB(14)는 가로 방향(제1 방향)을 따라 길게 형성되고 서로 간에 이격된 다수개일 수 있다. 상기 PCB(14)의 길이 방향, 즉 제1 방향을 따라 각 PCB(14) 상에 다수의 발광 소스(12)가 실장될 수도 있다.
실시예는 이에 대해 한정하지 않는다.
상기 발광 소스(12)는 발광 다이오드(LED) 또는 레이저 다이오드일 수 있다.
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.
상기 레이저 다이오드는 300nm 내지 450nm의 범위의 파장의 광을 발광할 수 있다.
상기 발광 소스(12)가 상기 전반사층(24)의 아래에 배치되는데 반해, 상기 발광 소스(12)의광이 상기 전반사층(24)에서 전반사로 진행되어야 한다.
상기 발광 소스(12)는 상기 전반사층(24)의 배면에 직접 접촉되도록 배치되므로, 상기 발광 소스(12)의 광은 상기 전반사층(24) 내부로 입사될 수 있다.
따라서, 상기 발광 소스(12)에서 출사된 광의 지향각은 전반사를 위한 임계 각도와 일치되도록 상기 발광 소스(12)가 설계되는 것이 바람직하다. 지향각은 수직 방향에 대해 광이 출사되는 각도일 수 있다.
즉, 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 발광 소스(12)의 광의 지향각이 임계 각도와 동일한 각도로 출사되는 경우, 상기 전반사층(24)으로 출사된 광은 전반사층(24) 내부에서 전반사로 진행될 수 있다.
따라서, 상기 지향각은 θ≥θc,
Figure 112010086911235-pat00001
으로 표현될 수 있다.
여기서, n1은 상기 전반사층(24)의 굴절률이고, n2는 상기 굴절률 가변층(30)의 전압 미인가시의 굴절률이고, θc는 전반사를 위한 임계 각도이다.
전반사를 위한 임계 각도 이상의 광 지향각(θ)을 갖도록 상기 발광 소스(12)가 설계되는 경우, 상기 발광 소스(12)의 출사 광은 상기 전반사층(24) 내에서 전반사로 진행될 수 있다.
상기 발광 소스(12) 사이에는 반사층(18)이 형성될 수 있다. 상기 반사층(18)은 상기 전반사층(24)에서 입사되는 광을 반사시켜 다시 상기 전반사층(24)으로 보내줄 수 있다.
상기 반사층(18)은 은(Ag) 또는 알루미늄(Al)일 수 있다.
상기 반사층18)은 다수의 관통홀(18a)를 포함하는 판 형상을 가질 수 있다. 각 관통홀(18a)은 상기 발광 어레이(16)의 각 발광 소스(12)에 대응될 수 있다.
따라서, 상기 발광 어레이(16)의 발광 소스(12)는 상기 반사층(18)의 관통홀(18a)을 관통하여 상기 관통홀(18a)에 형성될 수 있다. 상기 반사층(18)의 두께는 상기 발광 소스(12)의 높이와 동일하거나 상기 발광 소스(12)의 높이보다 작을 수 있다. 상기 반사층(18)의 배면은 상기 발광 어레이(16)의 PCB(14)의 상면에 접하도록 배치될 수 있다.
상기 표시 패널(35)은 하부 기판(20)과 상부 기판(40)을 포함할 수 있다.
상기 하부 기판(20)은 다수의 전반사층(24), 광 차단층(28) 및 굴절률 가변층(30)을 포함할 수 있다.
상기 반사층(18)과 상기 발광 소스(12)의 상에 다수의 전반사층(24)이 형성될 수 있다. 상기 전반사층(24)은 가로 방향을 따라 길게 형성될 수 있다.
상기 전반사층(24)의 제1 및 제2 측은 상기 전반사층(24)의 길이 방향에 대해 수직인 수직면을 가질 수 있다.
상기 수직면 상에는 광을 반사시키기 위한 미러층(22)이 형성될 수 있다. 상기 미러층(22)은 은(Ag)나 알루미늄(Al)일 수 있다. 상기 미러층(22)은 상기 수직면 상에 코팅될 수도 있고, 테이프 형상으로 상기 수직면 상에 부착될 수도 있다. 실시예는 이에 대해 한정하지 않는다.
따라서, 상기 전반사층(24)의 수직면으로 입사된 광은 상기 미러층(22)에 의해 반사되어 상기 전반사층(24) 내로 전반사 진행될 수 있다.
상기 전반사층(24) 사이의 상기 반사층(18) 상에 광 차단층(28)이 형성될 수 있다. 상기 광 차단층(28)은 적어도 상기 전반사층(24)보다 낮은 굴절률을 갖는 유기 물질이나 무기 물질로 이루어질 수 있다. 따라서, 상기 광 차단층(28)의 굴절률이 상기 전반사층(24)의 굴절률(n1)보다 작기 때문에, 상기 전반사층(24)의 광은 상기 광 차단층(28)으로 출사되지 않게 된다.
상기 전반사층(24)과 상기 광 차단층(28)의 전 영역 상에 공통 전극(26)이 형성될 수 있다.
상기 공통 전극(26)은 투명한 도전 물질로 이루어질 수 있는데, 예컨대 ITO, IZO 또는 ITZO을 포함할 수 있다.
상기 공통 전극(26)은 상기 상부 기판(40)에 화소 전극과 함께 형성될 수도 있다.
상기 공통전극(26) 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.
이러한 경우, 전반사를 위한 임계 각도(θc)는 상기 수학식 1로 표현될 수 있다.
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.
임계 각도(θc) 이상의 지향각을 갖도록 발광 소스(12)가 설계되므로, 상기 굴절률 가변층(30)에 어떠한 전압, 즉 전기장도 발생되지 않는 경우 상기 발광 소스(12)로부터 출사된 광은 상기 전반사층(24) 내에서 전반사로 진행될 수 있다.
상기 전반사층(24)은 100nm 내지 900nm의 두께를 가지고, 1.54 내지 1.64의 굴절률(n1)을 가질 수 있다.
상기 전반사층(24)은 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethylmethacrylate : PMMA), 폴리카보네이트(polycarbonate : PC) 또는 유리(glass)일 수 있다.
상기 전반사층(24)은 가로 방향을 따라 길게 형성되므로, 상기 전반사층(24)의 하부에 배치된 다수의 발광 소스(12)로부터 발광된 광이 상기 전반사층(24)의 내부에서 가로 방향을 따라 전반사로 진행될 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(28) 상에 형성될 수 있다.
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.
도 7a에 도시한 바와 같이, 상기 블루 상 모드 액정들은 전압 미인가시 광학적 등방성(isotropic)을 갖는 굴절률(n2=niso=no=ne)일 수 있다.
이와 같은 등방성 굴절률을 갖는 경우에는 상기 전반사층(24)의 광이 상기 굴절률 가변층(30)으로 출사되지 않게 된다.
하지만, 전압 인가시 도 7b에 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.
이때, 굴절률 가변층(30)의 굴절률의 크기 관계는 no≤n2=niso≤ne으로 표현될 수 있다.
이와 같은 복굴절률을 가질 때, 블루 상 모드 액정은 전계 방향을 따라 긴 타원형을 가질 수 있다.
따라서, ne가 niso보다 커지게 됨에 따라 상기 전반사층(24)의 광이 상기 굴절률 가변층(30)으로 출사될 수 있다.
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.
블루 상 모드 액정은 전압의 크기에 따라 등방성에서 이방성이 되도록 굴절률이 변하는 특성을 가지므로, 전압 응답속도가 향상될 수 있다.
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.
이러한, 블루상 모드 액정은 스메틱 블루상과 콜레스테릭 블루상이 있다.
도 8을 참조하여 블루 상 모드 액정에 대해 상세히 설명한다.
도 8을 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.
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.
따라서, 블루상 모드 액정(130)들은 DTS(133)의 중심축을 기준으로 DTS(133) 내에서 방향성을 갖는다.
또한, 이러한 DTS(133)들은 격자(lattice : 135) 구조로 배치된다.
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.
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.
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.
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.
상부 기판(40)은 도 2, 도 3 및 도 6에 도시한 바와 같이, 베이스 기판(41), 컬러층(43), 블랙 매트릭스(69), 박막 트랜지스터(65) 및 화소 전극(57)을 포함할 수 있다.
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.
상기 게이트 전극(51)은 상기 게이트 라인으로부터 돌출 형성될 수 있다.
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.
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.
상기 소스 전극(61)은 상기 데이터 라인(60)으로부터 돌출 형성될 수 있다.
상기 게이트 라인과 상기 데이터 라인(60)의 교차에 의해 화소 영역이 정의될 수 있다.
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.
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 형성되 박막 트랜지스터(65)에 의해 각 화소 영역이 개별적으로 구동될 수 있다.
상기 박막 트랜지스터(65)를 포함하는 상기 베이스 기판(41) 상에 보호막(67)이 형성되고, 상기 드레인 전극(63)이 노출된 콘택홀이 형성될 수 있다.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
실시예와 달리, 상기 박막 트랜지스터(65)와 화소 전극(57)은 하부 기판(20)에 형성될 수도 있다. 이러한 경우, 공통 전극(26)은 하부 기판(20) 및 상부 기판(40) 중 어느 하나의 기판에 형성될 수 있다.
1: 표시 장치 10: 바텀 커버
12: 발광 소스 14: PCB
16: 발광 어레이 18: 반사층
18a: 관통홀 20: 하부 기판
22: 미러층 24: 전반사층
26: 공통전극 28: 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

Claims (20)

  1. 광을 발광하는 다수의 발광 소스를 포함하는 발광 어레이;
    상기 발광 어레이의 광을 전반사시키기 위해 상기 발광 어레이 상에 형성되는 전반사층과, 상기 전반사층의 광을 전기장에 의한 굴절률 가변으로 투과시키기 위해 상기 전반사층 상에 형성되는 굴절률 가변층을 포함하는 하부 기판; 및
    상기 하부 기판에 대응하는 상부 기판을 포함하고,
    상기 굴절률 가변층은
    상기 전반사층에 접촉되도록 상기 전반사층 상에 구성되거나 공통 전극을 사이에 두고 상기 전반사층 상에 구성됨으로써, 배면에서 입사되는 상기 전반사층으로부터의 광을 상기 전반사층의 굴절률보다 큰 이방성 복굴절률 가변으로 전면의 상기 상부 기판에 직접적으로 제공하는 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상부 기판과 상기 하부 기판 중 어느 하나의 기판은 상기 전기장을 발생시키기 위한 화소 전압과 공통 전압을 인가하는 화소 전극과 상기의 공통 전극을 포함하는 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 상부 기판과 상기 하부 기판 중 어느 하나의 기판은 상기 전기장을 발생시키기 위한 화소 전압을 인가하는 화소 전극을 포함하고, 다른 기판은 상기 전기장을 발생시키기 위한 공통 전압을 인가하는 상기의 공통 전극을 포함하는 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 상부 기판은,
    상기 광의 컬러를 결정하는 컬러층을 포함하는 표시 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 컬러층은 컬러 레진 및 형광 물질 중 하나를 포함하는 표시 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 굴절률 가변층은,
    블루 상 모드 액정, 유기 전기 광학 물질 및 무기 전기 광학 물질 중 하나를 포함하는 표시 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 굴절률 가변층은,
    상기 전기장이 없을 때, 등방성 굴절률인 표시 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 등방성 굴절률은 상기 전반사층의 굴절률보다 적어도 작은 표시 장치.
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 발광 소스는,
    발광 다이오드 및 레이저 다이오드 중 하나인 표시 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 전반사층은,
    다수의 전반사층을 포함하고,
    상기 전반사층 사이에 상기 전반사층의 굴절률보다 적어도 작은 광 차단층을 포함하는 표시 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 굴절률 가변층은 상기 전반사층과 상기 광 차단층 상에 형성되는 표시 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 발광 소스 사이에 배치된 반사층을 더 포함하는 표시 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 반사층은 상기 다수의 발광 소스에 의해 관통되는 다수의 관통홀을 포함하는 표시 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 전반사층은 상기 반사층과 상기 발광 소스 상에 구성되는 표시 장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 발광 소스는 전반사를 위한 임계 각도 이상의 지향각을 갖는 표시 장치.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 전반사층은 100nm 내지 900nm의 두께와 1.54 내지 1.64의 굴절률을 갖는 표시 장치.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 전반사층은 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethylmethacrylate : PMMA), 폴리카보네이트(polycarbonate : PC) 및 유리(glass) 중 하나를 포함하는 표시 장치.
  19. 다수의 발광 소스를 구비하는 발광 어레이;
    상기 발광 소스 사이에 구비된 반사층;
    상기 발광 어레이의 광을 전반사시키기 위해 상기 발광 어레이와 상기 반사층 상에 구비된 전반사층과, 상기 전반사층의 광을 전기장에 의한 굴절률 가변으로 투과시키기 위해 상기 전반사층 상에 구비된 굴절률 가변층을 포함하는 하부 기판;
    상기 하부 기판에 대응하고, 박막 트랜지스터, 상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결된 화소 전극 및 상기 박막 트랜지스터를 커버하는 블랙 매트릭스를 포함하는 상부 기판; 및
    상기 하부 기판과 상기 상부 기판 사이에 컬러층을 포함하는 표시 장치.
  20. 제 1 또는 제 19 항에 있어서,
    상기 발광 소스의 광 지향각(θ)은
    θ≥θc,
    Figure 112016111841456-pat00011
    이며,
    n1은 상기 전반사층의 굴절률이고, n2는 상기 굴절률 가변층의 전압 미인가시의 굴절률이고, θc는 전반사를 위한 임계 각도인 표시장치.
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