KR101768472B1 - Display Panel and Method for Manufacturing the Same - Google Patents

Display Panel and Method for Manufacturing the Same Download PDF

Info

Publication number
KR101768472B1
KR101768472B1 KR1020100070279A KR20100070279A KR101768472B1 KR 101768472 B1 KR101768472 B1 KR 101768472B1 KR 1020100070279 A KR1020100070279 A KR 1020100070279A KR 20100070279 A KR20100070279 A KR 20100070279A KR 101768472 B1 KR101768472 B1 KR 101768472B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
optical
light
optical waveguide
pixel
refractive index
Prior art date
Application number
KR1020100070279A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20120009740A (en
Inventor
방형석
Original Assignee
엘지디스플레이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지디스플레이 주식회사 filed Critical 엘지디스플레이 주식회사
Priority to KR1020100070279A priority Critical patent/KR101768472B1/en
Publication of KR20120009740A publication Critical patent/KR20120009740A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101768472B1 publication Critical patent/KR101768472B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/11Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on acousto-optical elements, e.g. using variable diffraction by sound or like mechanical waves
    • G02F1/125Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on acousto-optical elements, e.g. using variable diffraction by sound or like mechanical waves in an optical waveguide structure
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/03Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect
    • G02F1/035Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect in an optical waveguide structure

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Abstract

본 발명은 높은 광효율과 빠른 응답속도를 갖도록, 광학 필드를 제어하여 광원으로부터의 출사된 광을 변조시켜 출사시키는 디스플레이 패널 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 본 발명의 디스플레이 패널은, 중앙에 복수개의 픽셀이 매트릭스상으로 정의되며, 상기 픽셀의 외곽에 비표시 영역이 정의된 기판;과, 상기 기판의 비표시 영역에 형성되며, 외부에서 입사되는 광을 받아 기판 내로 입사시키는 광커플러(light coupler);와, 상기 기판 상에, 각 픽셀들에 형성되며, 광학 필드를 변조시켜 발광하는 복수개의 픽셀 소자; 및 상기 광커플러와 연결되어, 상기 입사된 광을 받아 상기 픽셀 소자측으로 스위칭시켜 전달하는 광학 스위치 어레이를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. The present invention relates to a display panel that controls an optical field to modulate and emit light emitted from a light source so as to have a high optical efficiency and a fast response speed, and a method of manufacturing the same. The display panel of the present invention includes a plurality of pixels A non-display area defined on an outer periphery of the pixel; a light coupler formed on a non-display area of the substrate and adapted to receive light incident from the outside and enter the substrate; A plurality of pixel elements formed on each of the pixels on the substrate and adapted to emit light by modulating an optical field; And an optical switch array connected to the optical coupler and receiving the incident light to switch the light to the pixel device side and transmit the switched light.

Description

디스플레이 패널 및 이의 제조 방법 {Display Panel and Method for Manufacturing the Same}DISPLAY PANEL AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME

본 발명은 디스플레이 패널에 관한 것으로 특히, 높은 광효율과 빠른 응답속도를 갖도록, 광학 필드를 제어하여 광원으로부터의 출사된 광을 변조시켜 출사시키는 디스플레이 패널 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a display panel, and more particularly, to a display panel that controls an optical field to modulate and emit light emitted from a light source so as to have a high light efficiency and a fast response speed, and a method of manufacturing the same.

정보화 사회에서 디스플레이(Display)는 시각정보 전달매체로서 그 중요성이 더 한층 강조되고 있으며, 향후 주요한 위치를 점하기 위해서는 저소비전력화, 박형화, 경량화, 고화질화 등의 요건을 충족시켜야 한다. In the information society, display has become more important as a visual information delivery medium, and it is necessary to meet requirements such as low power consumption, thinning, light weight, and high image quality in order to take a major position in the future.

이러한 디스플레이는 자체가 빛을 내는 브라운관(Cathode Ray Tube; CRT), 전계발광소자(Electro Luminescence; EL), 발광소자(Light Emitting Diode; LED), 진공형광표시장치(Vacuum Fluorescent Display; VFD), 전계방출디스플레이(Field Emission Display; FED), 플라스마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel; PDP) 등의 발광형과 액정표시장치(Liquid Crystal Display; LCD)와 같이 자체가 빛을 내지 못하는 비발광형으로 나눌 수 있다. Such a display may include a cathode ray tube (CRT), an electroluminescence (EL), a light emitting diode (LED), a vacuum fluorescent display (VFD) A light emitting type such as a field emission display (FED), a plasma display panel (PDP) or the like, and a non-light emitting type such as a liquid crystal display (LCD) .

최근에는, 디스플레이는 상술한 방식에 한하지 않고, 사용자 욕구의 증대에 따라, 보다 고화질 및 빠른 응답 속도 등을 위해 새로운 디스플레이의 연구가 활발히 진행되고 있다. In recent years, the display has not been limited to the above-described method, but research of a new display has been actively pursued for higher image quality and faster response speed as the user's desire increases.

예를 들어, 일반적인 표시 장치를 설명하면 다음과 같다.For example, a typical display device will be described as follows.

일반적인 액정표시장치는 매트릭스(matrix) 형태로 배열된 화소들에 화상신호를 개별적으로 공급하여, 상기 화소들의 광투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 표시할 수 있도록 한 표시장치이다. 이를 위해 액정표시장치는 박막 트랜지스터가 배열된 하부기판과, 컬러필터가 형성되어 있는 상부기판이 액정층을 사이에 두고 합착된 구조로 되어 있다. 또한, 상기 하부 기판과 상부 기판 표면에는 각각 편광판이 형성되어, 투과 방향의 따라 차단 또는 투과를 조절한다. 그리고, 상기 액정 표시 장치는, 하부에 백라이트 유닛을 구비하여, 상기 백라이트 유닛으로부터 출사되는 광을, 상기 박막 트랜지스터에 의한 전계 인가에 따라, 상기 액정층에서 광경로를 조절하여 출사시킨다. 2. Description of the Related Art A general liquid crystal display (LCD) device is a display device capable of displaying a desired image by individually supplying image signals to pixels arranged in a matrix form and controlling light transmittance of the pixels. To this end, the liquid crystal display device has a structure in which a lower substrate on which thin film transistors are arranged and an upper substrate on which color filters are formed are bonded together with the liquid crystal layer interposed therebetween. In addition, a polarizing plate is formed on the surfaces of the lower substrate and the upper substrate, respectively, to control blocking or transmission along the transmission direction. The liquid crystal display device has a backlight unit at a lower portion thereof, and the light emitted from the backlight unit is emitted from the liquid crystal layer in accordance with application of an electric field by the thin film transistor.

이러한 액정 표시 장치는, 색상을 표시하기 위해 컬러 필터를 구비하는 것으로, 투과율이 떨어지며, 효율이 5% 정도로 낮은 광효율을 갖는 디스플레이다. 특히, 백라이트 유닛을 통과한 백색광이 하나의 색상만을 투과시키는 R, G, B 컬러 필터를 투과함에 따라, 그 광효율이 약 66% 정도 감소하게 되며, 픽셀들의 개구율에 의해 효율이 50% 가량 추가로 감소하여, 이는 전체 디스플레이의 광효율을 감소시키는 주요 원인이 된다.Such a liquid crystal display device has a color filter for displaying hue, and has a low light transmittance and a low efficiency of about 5%. Particularly, as the white light passing through the backlight unit passes through the R, G, and B color filters transmitting only one color, the light efficiency thereof is reduced by about 66%, and the efficiency by 50% , Which is a major cause of decreasing the light efficiency of the entire display.

또한, 응답 속도가 전계 인가에 따른 액정의 배향 변화에 따라 정해지는 것으로, 상대적으로 타 디스플레이에 대비해 낮은 응답 속도를 갖는다.Further, the response speed is determined according to the orientation change of the liquid crystal depending on the application of the electric field, and has a relatively low response speed in comparison with other displays.

또한, 백라이트 유닛의 광을 이용하는 것으로, 자발광 디스플레이에 대비하여 상대적으로 낮은 대조비(contrast ratio)를갖는다.Further, by using the light of the backlight unit, it has a relatively low contrast ratio in comparison with the self-luminous display.

그리고, 도시된 바와 같이, 박막 트랜지스터, 컬러 필터, 액정층, 편광판 등의 여러 구성요소를 구비하기 때문에, 복잡한 구성으로 이루어져, 여러 공정의 제조 단계를 거쳐야 하여, 공정의 번거로움이 있다.Further, as shown in the figure, since it is provided with various components such as a thin film transistor, a color filter, a liquid crystal layer, and a polarizing plate, it has a complicated structure and has to be subjected to various manufacturing steps, which complicates the process.

일반적인 유기 발광 소자는, 기판 상에, 서로 대향된 양극과 음극과, 상기 양극, 음극 사이에 광을 발광시키는 발광층과, 상기 양극과 발광층 사이에 아래서부터 차례로 형성된 홀 주입층, 홀 전송층과, 상기 발광층과 상기 음극 사이에 차례로 형성된 전자 전송층 및 전자 주입층을 포함하여 이루어진다.A general organic light emitting device includes a light emitting layer for emitting light between the anode and the cathode, an anode and a cathode opposed to each other on the substrate, a hole injection layer, a hole transport layer, And an electron transport layer and an electron injection layer sequentially formed between the light emitting layer and the cathode.

이러한, 유기 발광 소자는, 수분에 열화되기 쉬운 유기 재료를 포함하여 이루어지는 것으로, 완전한 씰링 등의 어려움이 있고, 또한, 픽셀별 발광층 형성시 이용하는 새도우 마스크 공정에서, 새도우의 막힘, 쳐짐 등의 문제로 인해, 대면적 패널로 형성하기 힘든 어려움이 있다.Such an organic light emitting element is made of an organic material which is liable to be deteriorated by moisture and has a difficulty in complete sealing and the like. In addition, in the shadow mask process used for forming a light emitting layer for each pixel, problems such as clogging, It is difficult to form a large-area panel.

또한, 발광층과 그 주변층들의 조건에 따라 발광 특성이 달라지기 때문에, 그 소재를 선택하는데 제약이 있어, 동 크기의 다른 디스플레이 대비 제조 단가가 높은 문제점이 있다.Further, since the luminescent characteristics vary depending on the conditions of the light emitting layer and its surrounding layers, there is a limitation in selecting the material thereof, and there is a problem that the manufacturing cost of the display of the same size is high.

그리고, 서로 다른 색상의 발광층을 이루는 발광 물질들의 열화 속도가 달라, 장시간 구동시 색 변화가 발생하는 문제가 있다.Further, the degradation rates of the light emitting materials forming the light emitting layers of different colors are different, and there is a problem that the color change occurs during the long driving.

더불어, 전극들과 그 주변층, 발광층들의 HOMO, LUMO 에너지 레벨을 인접한 층들에 맞추어 특정 조건이 필요하여, 각 에너지 레벨에 맞는 일함수를 갖는 전극 물질들이 요구되어 복잡한 전극 구조를 가질 수 있다.In addition, it is necessary to match the HOMO and LUMO energy levels of the electrodes and the surrounding layers and the light emitting layers to the adjacent layers, and electrode materials having a work function suited to each energy level are required.

상기와 같은 근래 각광받고 있는 유기 발광 소자나 액정 표시 장치는 다음과 같은 문제점이 있다.The organic electroluminescent device and the liquid crystal display device, which have recently been spotlighted, suffer from the following problems.

즉, 유기 발광 소자는, 유기물 이용에 따라, 소자 열화 문제를 피할 수 없어, 장시간 구동이 불가능하다. 또한, 새도우 마스크를 이용한 발광층 증착 공정에서, 새도우의 막힘이나 쳐짐 등과 같은 공정적인 문제가 있어, 대형 패널의 제조가 어렵다. 그리고, 발광 물질과 그 주변층에 HOMO 및 LUMO 에너지에 따라, 전자 또는 정공의 수송이 가능하거나 수송 효율이 높은 것으로, 재료의 선택에 어려움이 있다. That is, the organic light emitting element can not avoid the problem of element deterioration and can not be driven for a long time according to the use of organic materials. Further, in the process of depositing a light emitting layer using a shadow mask, there are problems such as clogging and shattering of a shadow, and it is difficult to manufacture a large-sized panel. Further, electrons or holes can be transported depending on the HOMO and LUMO energies in the luminescent material and its surrounding layer, or the transportation efficiency is high, which makes it difficult to select materials.

그 외의 액정 표시 장치는, 색상 구현을 위해 컬러 필터를 사용하며, 또한, 액정의 전계 구동에 의해 박막 트랜지스터 및 기타 배선 형성으로 인해 개구율이 떨어지는 것으로, 광효율이 5% 정도로 낮다. 또한, 액정의 응답 속도가 늦기 때문에, 빠른 응답 속도를 얻기 힘들다. 그리고, 박막 트랜지스터, 컬러 필터, 액정층, 편광판의 구비에 따라, 공정이 복잡한 애로 사항이 있다. In other liquid crystal display devices, a color filter is used for color implementation, and the aperture ratio is lowered due to formation of thin film transistors and other wirings by electric field driving of the liquid crystal, and the light efficiency is as low as about 5%. In addition, since the response speed of the liquid crystal is slow, it is difficult to obtain a fast response speed. Further, depending on the provision of the thin-film transistor, the color filter, the liquid crystal layer, and the polarizing plate, the process is complicated.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 높은 광효과, 빠른 응답속도를 갖도록, 광학 필드를 제어하여 광원으로부터의 출사된 광을 변조시켜 출사시키는 디스플레이 패널 및 이의 제조 방법을 제공하는 데, 그 목적이 있다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] The present invention has been devised to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a display panel in which light emitted from a light source is modulated by controlling an optical field so as to have a high light effect and a fast response speed It has its purpose.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 디스플레이 패널은, 중앙에 복수개의 픽셀이 매트릭스상으로 정의되며, 상기 픽셀의 외곽에 비표시 영역이 정의된 기판;과, 상기 기판의 비표시 영역에 형성되며, 외부에서 입사되는 광을 받아 광도파관으로 입사시키는 광커플러(light coupler);와, 상기 기판 상에, 각 픽셀들에 형성되며, 광학 필드를 변조시켜 발광하는 복수개의 픽셀 소자; 및 상기 광커플러와 연결되어, 상기 입사된 광을 받아 상기 픽셀 소자측으로 스위칭시켜 전달하는 광학 스위치 어레이를 포함하여 이루어진 것에 그 특징이 있다. According to an aspect of the present invention, there is provided a display panel including a substrate having a plurality of pixels defined in a matrix at a center thereof and defining a non-display region on an outer periphery of the pixel; A plurality of pixel elements formed on each of the plurality of pixels and adapted to emit light by modulating an optical field on the substrate; And an optical switch array connected to the optical coupler and receiving the incident light to switch the light to the pixel device side and transmit the switched light.

상기 광학 스위치 어레이는, 상기 비표시 영역에, 상기 광커플러와 연결되어, 상기 입사된 광이 일 방향으로 진행하는 기저 광도파관(backbone waveguide);과, 상기 비표시 영역에, 상기 픽셀을 향해 상기 기저 광도파관과 교차하는 방향으로 배치된 복수개의 픽셀라인 광도파관(pixel line waveguide);과, 상기 기저 광도파관과 상기 픽셀라인 광도파관들 사이에 형성되며, 상기 입사된 광을 상기 픽셀 라인 광도파관으로 출력하는 광학 스위치(optical switch)를 포함하여 이루어진다. The optical switch array includes a backbone waveguide connected to the optocoupler in the non-display area, the backbone waveguide having the incident light traveling in one direction, A plurality of pixel line waveguides arranged in a direction intersecting with the base light waveguide; and a plurality of pixel line optical waveguides formed between the base optical waveguide and the pixel line optical waveguides, And an optical switch for outputting the output signal.

그리고, 상기 픽셀 소자들은, 상기 기판 전면에 형성된 공통 전극;과, 상기 공통 전극 상에 형성되며, 상기 픽셀 라인 광도파관에서 연장되어 상기 픽셀들을 지나는 제 1 광도파관;과, 상기 제 1 광도파관 상에 형성된 굴절률 가변층;과, 상기 굴절률 가변층 상에, 가로 열 방향으로 형성된 게이트 전극; 및 상기 게이트 전극 상에, 상기 픽셀마다 형성된 컬러 전환 물질을 포함하여 이루어진다. A first optical waveguide formed on the common electrode and extending from the pixel line optical waveguide to pass the pixels; and a second optical waveguide formed on the second optical waveguide, A gate electrode formed on the refractive index variable layer in a row direction; And a color conversion material formed for each pixel on the gate electrode.

한편, 상기 광커플러로 광을 입사시키는 광원을 더 포함할 수 있다. The light source may further include a light source for introducing light into the optical coupler.

상기 광커플러는 상기 입사된 광을 받아 상기 기저 광도파관으로 전달하는 제 2 광도파관(waveguide)이다. The optical coupler is a second optical waveguide that receives the incident light and transmits the received light to the base optical waveguide.

그리고, 상기 광 커플러는, 상기 입사광이 들어오는 상기 제 2 광도파관 표면에 그레이팅(grating)을 형성함으로써 구현될 수 있다. 혹은, 상기 광 커플러는 상기 입사광이 들어오는 상기 제 2 광도파관 표면에 프리즘을 구비함으로써 구현할 수도 있다. 혹은, 상기 광커플러는 상기 입사광이 들어오는 상기 제 2 광도파관은, 상기 입사광의 입사부보다 상기 기저 광도파관으로 가며 좁아지는 형상의 테이퍼를 첨부함으로써 구현할 수도 있다. The optical coupler may be implemented by forming a grating on the surface of the second optical waveguide through which the incident light enters. Alternatively, the optical coupler may be implemented by providing a prism on the surface of the second optical waveguide through which the incident light enters. Alternatively, in the optical coupler, the second optical waveguide through which the incident light enters may be implemented by attaching a taper having a shape narrowing to the base optical waveguide from the incident portion of the incident light.

그리고, 상기 광학 스위치들에 인접한 상기 기판의 비표시 영역에, 데이터 드라이버를 더 구비할 수 있다. 여기서, 상기 데이터 드라이버는, 상기 광학 스위치 상에 형성되는 데이터 연결 배선과 연결된다. 이 경우, 상기 광학 스위치 상의 형성된 상기 데이터 연결 배선에 인가되는 전압 값에 따라 접속된 픽셀 라인 광도파관에 인가되는 광량이 조절될 수 있다. In addition, a data driver may be further provided in a non-display area of the substrate adjacent to the optical switches. Here, the data driver is connected to a data connection wiring formed on the optical switch. In this case, the amount of light applied to the connected pixel line optical waveguide can be adjusted according to the voltage value applied to the data connection wiring formed on the optical switch.

상기 기판 상의 비표시 영역에 타측에, 상기 게이트 전극과 각각 연결된 게이트 드라이버를 더 구비할 수 있다. And a gate driver connected to the gate electrode on the other side of the non-display region on the substrate.

상기 공통 전극 및 게이트 전극은 투명 전극이다. The common electrode and the gate electrode are transparent electrodes.

여기서, 상기 공통 전극에는 0V 또는 상전압(constant voltage)이 인가되고, 상기 게이트 전극에는 상측에서부터 하측으로 또는 하측에서부터 상측으로 순차적으로 동일한 게이트 온 전압이 인가된다. Here, 0V or a constant voltage is applied to the common electrode, and the same gate-on voltage is sequentially applied from the upper side to the lower side or from the lower side to the upper side to the gate electrode sequentially.

한편, 상기 컬러 전환 물질은, 다운 컨버젼(down-conversion) 물질의 발광층이다. 이러한 상기 다운 컨버젼 물질은 광 발광(photo-luminescence) 물질이다. 예를 들어, 상기 다운 컨버젼 물질은, 형광 물질 또는 인광 물질일 수 있다. On the other hand, the color conversion material is a light-emitting layer of a down-conversion material. The downconversion material is a photo-luminescence material. For example, the downconversion material may be a fluorescent material or a phosphorescent material.

그리고, 상기 굴절률 가변층은 전기 광학적(Electro-optic)으로 굴절률이 가변되는 것이다. In addition, the refractive index-variable layer has a refractive index that varies electro-optically.

한편, 상기 제 1 광도파관, 제 2 광도파관, 기저 광도파관 및 픽셀 라인 광도파관은 각각 클래드층 및 코어층을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제 1 광도파관, 제 2 광도파관, 기저 광도파관 및 픽셀 라인 광도파관은, 클래드층이 서로 공유되어 있으며, 각각의 코어층은 서로 구분되어 패터닝되어 이루어질 수 있다. The first optical waveguide, the second optical waveguide, the base optical waveguide, and the pixel line optical waveguide may include a cladding layer and a core layer, respectively. Here, the first optical waveguide, the second optical waveguide, the base optical waveguide, and the pixel line optical waveguide may share the cladding layers, and the respective core layers may be separately patterned.

그리고, 상기 각 클래드층의 굴절률보다 각 코어층의 굴절률이 더 크다. The refractive index of each core layer is larger than the refractive index of each of the clad layers.

한편, 상기 광학 스위치는 방향성 커플러(Directional Coupler) 소자 또는 멀티모드 인터피어런스(MMI: Multimode Interference) 소자일 수 있다. Meanwhile, the optical switch may be a directional coupler device or a multimode interference (MMI) device.

그리고, 상기 픽셀 소자들은, 상기 공통 전극과 상기 게이트 전극 사이에 전계가 형성되면, 상기 굴절률 가변층의 굴절률을 변화시켜, 상기 픽셀 라인 광도파관에 전달된 광의 광학필드를 변조하여, 변조된 광학 필드 테일이 상기 컬러 전환 물질에 전달되도록 한다. When the electric field is formed between the common electrode and the gate electrode, the pixel elements change the refractive index of the refractive index variable layer to modulate the optical field of the light transmitted to the pixel line optical waveguide, So that the tail is transferred to the color conversion material.

동일한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 디스플레이 패널의 제조 방법은, 중앙에 복수개의 픽셀이 매트릭스상으로 정의되며, 상기 픽셀의 외곽에 비표시 영역이 정의된 기판을 준비하는 단계;와, 상기 기판 전면에, 공통 전극, 클래드층을 형성하는 단계;와, 상기 기판의 비표시 영역에, 광커플러 코어층과, 상기 광커플러 코어층과 연결되며 일 방향의 기저 코어층과, 상기 코어층과 인접하며 교차하는 방향으로 픽셀라인 코어층과 상기 픽셀 라인 코어층의 진행 방향으로 연장되어 상기 픽셀들에 제 1 코어층을 형성하는 단계;와, 상기 광커플러 코어층, 기저 코어층, 픽셀라인 코어층 및 제 1 코어층을 포함한 상기 클래드층 상에 굴절률 가변층을 형성하는 단계;와, 상기 굴절률 가변층 상에, 가로 방향의 픽셀들을 지나도록 게이트 전극을 형성하는 단계;와, 상기 게이트 전극 상의 각 픽셀들에 대응하여 컬러 컨버젼 물질을 형성하는 단계;을 포함하여 이루어진 것에 또 다른 특징이 있다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a display panel, including: preparing a substrate having a plurality of pixels defined in a matrix at a center thereof and defining a non- Forming a common electrode and a cladding layer on a substrate; forming a common electrode and a cladding layer on the substrate; forming a common electrode and a cladding layer on the substrate; Forming a first core layer on the pixels, the first core layer extending in a direction in which the pixel line core layer and the pixel line core layer extend in an intersecting direction; Forming a refractive index variable layer on the cladding layer including the first core layer; forming a gate electrode on the refractive index variable layer so as to pass through pixels in the horizontal direction; And forming a color conversion material corresponding to each pixel on the gate electrode.

여기서, 상기 인접한 기저 코어층과 픽셀 라인 코어층 사이에 대응되는 상기 굴절률 가변층 상에, 데이터 연결 배선을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. The method may further include forming a data connection wiring on the refractive index variable layer corresponding to the gap between the adjacent base core layer and the pixel line core layer.

또한, 상기 게이트 전극들과 각각 연결되는 게이트 연결 배선을, 상기 비표시 영역에 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. The method may further include forming a gate connection wiring connected to the gate electrodes in the non-display region.

그리고, 상기 데이터 연결 배선과 접속되는 데이터 드라이버와, 상기 게이트 연결 배선과 접속되는 게이트 드라이버를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
The method may further include forming a data driver connected to the data connection wiring and a gate driver connected to the gate connection wiring.

상기와 같은 본 발명의 디스플레이 패널 및 이의 제조 방법은 다음과 같은 효과가 있다.The display panel of the present invention and its manufacturing method as described above have the following effects.

첫째, 컬러 전환 물질에 이용되는 발광 물질 선택에 자유도가 높기 때문에, 선택된 발광 물질에 따라 높은 광 효율 및 높은 색 수도를 갖는 디스플레이 구현이 가능하며 빠른 픽셀 응답 속도와 높은 대조비(contrast ratio)를 갖는 디스플레이 픽셀 구현이 가능하다. First, since the degree of freedom in selecting the luminescent material used for the color conversion material is high, it is possible to realize a display having a high light efficiency and a high color number depending on the selected luminescent material, a display having a high pixel response speed and a high contrast ratio Pixel implementation is possible.

둘째, 하나의 글래스 기판 위에 광커플러, 광학 스위치, 및 픽셀 소자와 같이, 광학 필드를 변조하는 모든 소자가 집적되어 있기 때문에, 패널 구조가 단순하며, 간결한 공정에 의한 제작이 가능하다.Secondly, since all elements for modulating the optical field such as an optical coupler, an optical switch, and a pixel element are integrated on a single glass substrate, the panel structure is simple, and a manufacturing process can be performed with a simple process.

셋째, 디스플레이 패널의 투명성을 이용한 투명 디스플레이의 다양한 어플리케이션 창출이 가능하다.Third, it is possible to create various applications of transparent display using transparency of display panel.

넷째, 광학 필드 변조 또는 스위칭에 의해 발광이 가능한 것으로, 광효율이 패널의 개구율에 영향을 받지 않아, 컬러 필터에 의한 빛의 흡수가 없다. 또한, 광학 필드에 의한 에너지가 굴절률을 변조시키는 전계로, 광 에너지를 발광층에 전달하기 때문에, 광효율의 감소가 없다.Fourth, light emission is possible by optical field modulation or switching, and the light efficiency is not affected by the aperture ratio of the panel, and there is no absorption of light by the color filter. Further, since the energy due to the optical field modulates the refractive index, the light energy is transmitted to the light emitting layer, so there is no decrease in the light efficiency.

다섯째, 포토 발광(photo-luminescence) 방식으로, 환경에 의한 열화도가 낮은 발광 물질을 자유롭게 선정할 수 있다. 그 밖의 전계 발광 소자의 경우는, 발광 물질 뿐만 아니라 전하를 공급하기 위한 전극 물질 또한 전자 에너지 레벨을 고려해서 선정해야 하여, 전극 물질의 열화 또한 전체 발광 소자의 성능을 좌우하는 요소가 된다. 예를 들어, 유기 전계 발광 소자의 경우, 발광층과 전도층이 유기물로 구성되어 있어, 수분에 의한 소자의 열화가 큰 이슈가 되고 있으며, 그 외로 양자점 발광 소자의 경우, 양자점 자체는 무기물로 긴 수명을 가질 가능성이 있지만, 많은 경우, 효율을 높이기 위해, 유기 전극 물질을 사용하기 때문에, 수분에 의한 열화를 피할 수 없다.Fifth, a luminescent material having a low degree of deterioration by the environment can be freely selected by a photo-luminescence method. In the case of other electroluminescent devices, not only the luminescent material but also the electrode material for supplying electric charges should be selected in consideration of the electron energy level, and deterioration of the electrode material is also a factor that affects the performance of the entire luminescent device. For example, in the case of an organic electroluminescent device, since the light emitting layer and the conductive layer are composed of organic materials, deterioration of the device due to moisture becomes a big issue. In addition, in the case of a quantum dot light emitting device, However, in many cases, since the organic electrode material is used to increase the efficiency, deterioration by moisture can not be avoided.

여섯째, 본 발명의 광학 필드 변조 발광 소자를 구비한 디스플레이는, 각각의 픽셀들이 스스로 빛을 내는 자발광으로 구동되기 때문에, 넓은 시야각을 갖는다.Sixth, the display having the optical field modulated light emitting device of the present invention has a wide viewing angle because each pixel is driven by the self-luminous self-emitting light.

도 1은 본 발명의 디스플레이 패널을 나타낸 평면도
도 2는 도 1의 사시도
도 3은 도 2의 광 커플러를 나타낸 평면도
도 4는 도 3의 광 커플러 부위의 광 진행 방향을 도시한 사시도
도 5는 본 발명의 디스플레이 패널의 제 1 실시예에 따른 광 커플러를 나타낸 단면도
도 6은 본 발명의 디스플레이 패널의 제 2 실시예에 따른 광 커플러를 나타낸 단면도
도 7은 본 발명의 디스플레이 패널의 제 3 실시예에 따른 광 커플러를 나타낸 사시도
도 8은 도 2의 광학 스위치를 나타낸 평면도 및 이의 광학 필드 이동을 나타낸 그래프
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 스위치를 나타낸 사시도
도 10은 본 발명의 디스플레이 패널의 광학 스위치 및 픽셀 소자의 연결부를 나타낸 사시도
도 11은 본 발명의 픽셀 소자의 발광 및 비발광시의 광학 필드를 나타낸 단면도
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 픽셀 소자의 광학 필드 변조 전후를 나타낸 그래프
도 13은 본 발명의 픽셀 소자의 광학 필드 변조 전후의 에버네슨트 필드 테일 프로파일을 나타낸 그래프
도 14a 내지 도 14g는 본 발명의 디스플레이 패널의 공정 사시도
1 is a plan view showing a display panel according to the present invention;
Fig. 2 is a perspective view of Fig.
3 is a plan view showing the optical coupler of FIG.
Fig. 4 is a perspective view showing the light traveling direction of the optocoupler portion in Fig.
5 is a cross-sectional view showing an optical coupler according to the first embodiment of the display panel of the present invention
6 is a cross-sectional view showing an optical coupler according to a second embodiment of the display panel of the present invention
7 is a perspective view illustrating an optical coupler according to a third embodiment of the display panel of the present invention.
Fig. 8 is a plan view showing the optical switch of Fig. 2 and a graph
9 is a perspective view showing an optical switch according to another embodiment of the present invention.
10 is a perspective view showing a connection portion of the optical switch and the pixel element of the display panel of the present invention
11 is a cross-sectional view showing an optical field at the time of light emission and non-light emission of the pixel element of the present invention
Figs. 12A and 12B are graphs showing optical elements before and after optical field modulation of the pixel element of the present invention
FIG. 13 is a graph showing the abscissa field tail profile before and after optical field modulation of the pixel element of the present invention
14A to 14G are process perspective views of a display panel according to the present invention

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 디스플레이 패널 및 이의 제조 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a display panel and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 디스플레이 패널을 나타낸 평면도이며, 도 2는 도 1의 사시도이다.FIG. 1 is a plan view of a display panel according to the present invention, and FIG. 2 is a perspective view of FIG.

도 1 및 도 2와 같이, 본 발명의 디스플레이 패널은, 중앙에 복수개의 픽셀이 매트릭스상으로 정의되며, 상기 픽셀의 외곽에 비표시 영역이 정의된 기판(100)과, 상기 기판(100)의 비표시 영역에 형성되며, 외부에서 입사되는 광을 받아 여기시키는 광커플러(light coupler)(400)와, 상기 기판(100) 상에, 각 픽셀들에 형성되며, 광학 필드를 변조시켜 발광하는 복수개의 픽셀 소자를 갖는 픽셀 소자 어레이(500) 및 상기 광커플러(400)와 연결되어, 상기 여기된 광을 받아 상기 픽셀 소자측으로 스위칭시켜 전달하는 광학 스위치 어레이(Optical switch array)(300)를 포함하여 이루어진다. 여기서, 상기 광커플러(400)는 기판(100)에 형성된 광도파로(상기 광학 스위치 어레이와 연결)에 외부 광을 입사시킨다.1 and 2, a display panel according to an embodiment of the present invention includes a substrate 100 having a plurality of pixels defined in a matrix at a center thereof and a non-display area defined on an outer periphery of the pixels, A light coupler 400 formed in a non-display area for receiving and exciting light incident from the outside, and a plurality of light emitting elements (not shown) formed on the substrate 100 for emitting light by modulating the optical field And an optical switch array (300) connected to the optical coupler (400) for receiving the excited light and switching it to the pixel device side for transmission, and an optical switch array . Here, the optical coupler 400 allows external light to enter the optical waveguide (connected to the optical switch array) formed on the substrate 100.

상기 광학 스위치 어레이(300)는, 상기 비표시 영역에, 상기 광커플러(400)와 연결되어, 상기 여기된 광이 일 방향으로 진행하는 기저 광도파관(backbone waveguide)(200)과, 상기 비표시 영역에, 상기 픽셀들을 향해 상기 기저 광도파관과 교차하는 방향으로 배치된 복수개의 픽셀라인 광도파관(pixel line waveguide)(250)과, 상기 기저 광도파관(220)과 상기 픽셀라인 광도파관들 사이에 형성되며, 상기 여기된 광을 상기 픽셀 라인 광도파관으로 출력하는 광학 스위치(optical switch)를 포함하여 이루어진다. The optical switch array 300 includes a backbone waveguide 200 connected to the optical coupler 400 and traveling in one direction to the excited light in the non-display region, A plurality of pixel line waveguides 250 disposed in a direction crossing the base optical waveguide toward the pixels and a plurality of pixel line waveguides 250 disposed between the base optical waveguide 220 and the pixel line optical waveguides And an optical switch for outputting the excited light to the pixel line optical waveguide.

그리고, 상기 픽셀 소자 어레이(500)는, 상기 기판(100) 전면에 형성된 공통 전극(도 10의 105 참조)과, 상기 공통 전극(105) 상에 형성되며, 상기 픽셀 라인 광도파관(250)에서 연장되어 상기 픽셀들을 지나는 제 1 광도파관(250a)과, 상기 제 1 광도파관(250a) 상에 형성된 굴절률 가변층(도 10의 160 참조)과, 상기 굴절률 가변층(160) 상에, 가로 열(row) 방향으로 형성된 게이트 전극(120) 및 상기 게이트 전극(120) 상부에, 상기 픽셀마다 형성된 컬러 전환 물질(color conversion material)(190)을 포함하여 이루어진다. The pixel element array 500 includes a common electrode (refer to 105 in FIG. 10) formed on the front surface of the substrate 100 and a common electrode (See FIG. 10) formed on the first optical waveguide 250a and a second optical waveguide 250b extending on the first and second optical waveguides 250a and 250b, a gate electrode 120 formed in a row direction and a color conversion material 190 formed for each pixel on the gate electrode 120.

여기서, 상기 공통 전극(105) 및 게이트 전극(120)은 투명 전극이며, 상기 제 1 광도파관(250a), 굴절률 가변층(160)은 광의 투과가 가능한 투명 물질이다. The common electrode 105 and the gate electrode 120 are transparent electrodes and the first optical waveguide 250a and the refractive index variable layer 160 are transparent materials capable of transmitting light.

그리고, 상기 굴절률 가변층(160)은 전기 광학적(Electro-optic)으로 굴절률이 가변되는 것으로, 하부의 공통 전극(105)과 상부 게이트 전극(120) 사이에 전계가 형성되었을 때, 상기 굴절률 가변층(160)의 굴절률을 변화시켜, 상기 제 1 광도파관(250a)에 전달된 광의 광학필드를 변조하여, 변조된 광학 필드 테일이 상기 컬러 전환 물질(190)에 전달되도록 한다.. When the electric field is formed between the lower common electrode 105 and the upper gate electrode 120, the refractive index variable layer 160 has a refractive index that is electro-optically variable. Modulates the optical field of light transmitted to the first optical waveguide 250a by changing the index of refraction of the first optical waveguide 160 so that the modulated optical field tail is transmitted to the color conversion material 190.

또한, 상기 컬러 전환 물질(190)은 하부의 굴절률 가변층(160)의 굴절률 변화에 따라 포토루미네센스(photo-luminescence) 가능한 물질이다. 예를 들어, 다운 컨버젼(down-conversion) 물질의 발광층이다. 이러한 상기 다운 컨버젼 물질은 광 발광(photo-luminescence) 물질이다. 이러한 상기 다운 컨버젼 물질은, 형광 물질 또는 인광 물질일 수 있다. In addition, the color conversion material 190 is a material that is photo-luminescible according to a refractive index change of the lower refractive index variable layer 160. For example, a light-emitting layer of a down-conversion material. The downconversion material is a photo-luminescence material. The downconversion material may be a fluorescent material or a phosphorescent material.

한편, 상기 공통 전극(105)과 게이트 전극(120) 사이의 전계는, 상기 공통 전극(105)에는 0V 또는 상전압(constant voltage)이 인가되고, 상기 게이트 전극(120)에는 상측에서부터 하측으로 또는 하측에서부터 상측으로 순차적으로 동일한 게이트 온 전압(gate high voltage)이 인가되어 이루어진다. 이 때, 상기 게이트 온 전압과 상기 공통 전극(105)에 인가되는 상전압은 서로 다른 값을 가지며, 그 차 값이 클수록 강한 전계가 형성된다.On the other hand, an electric field between the common electrode 105 and the gate electrode 120 is 0V or a constant voltage is applied to the common electrode 105 and the gate electrode 120 is applied from the upper side to the lower side And the same gate-on voltage is sequentially applied from the lower side to the upper side. At this time, the gate-on voltage and the phase voltage applied to the common electrode 105 have different values. As the difference value becomes larger, a strong electric field is formed.

그리고, 상기 광학 스위치들에 인접한 상기 기판의 비표시 영역에, 데이터 드라이버(600)를 더 구비할 수 있다. 여기서, 상기 데이터 드라이버(600)는, 상기 광학 스위치(300) 상에 형성되는 데이터 연결 배선(305)과 연결된다. 이 경우, 상기 광학 스위치(300) 상의 형성된 상기 각 데이터 연결 배선(305)에 인가되는 전압 값에 따라 접속된 픽셀 라인 광도파관(250)에 인가되는 광량이 조절될 수 있다. The data driver 600 may further include a non-display area of the substrate adjacent to the optical switches. Here, the data driver 600 is connected to the data connection wiring 305 formed on the optical switch 300. In this case, the amount of light applied to the connected pixel line optical waveguide 250 can be adjusted according to the voltage value applied to each data connection wiring 305 formed on the optical switch 300.

또한, 상기 데이터 드라이버(600)가 형성되지 않은, 상기 기판(100) 상의 비표시 영역에 타측에, 상기 게이트 전극(120)과 각각 연결된 게이트 드라이버(650)를 더 구비할 수 있으며, 상기 게이트 드라이버(650)가 게이트 연결 배선(125)을 개재하여, 상기 게이트 전극(120)측에 게이트 온 전압을 인가한다. The gate driver 120 may further include a gate driver 650 connected to the gate electrode 120 on the other side of the non-display region on the substrate 100 where the data driver 600 is not formed. On voltage is applied to the gate electrode 120 side via the gate connection wiring line 125. In addition,

한편, 본 발명의 디스플레이 패널은 상기 광커플러(400)로 광을 입사시키는 광원을 더 포함할 수 있다. Meanwhile, the display panel of the present invention may further include a light source that allows light to be incident on the optical coupler 400.

상기 광커플러(400)는 상기 입사된 광을 받아 상기 기저 광도파관으로 전달하는 제 2 광도파관(waveguide)(도 5 내지 도 7의 400a, 400b, 400c)이다. The optical coupler 400 is a second optical waveguide (400a, 400b, 400c in FIGS. 5 to 7) for receiving the incident light and transmitting the received light to the base optical waveguide.

상기 제 1 광도파관(250a), 제 2 광도파관(400a, 400b, 400c), 기저 광도파관(200) 및 픽셀 라인 광도파관(250)은, 각각 클래드층(clad layer) 및 코어층(core layer)을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제 1 광도파관(250a), 제 2 광도파관(400a, 400b, 400c), 기저 광도파관(200) 및 픽셀 라인 광도파관(250)은, 클래드층이, 공정의 단순화를 위해 서로 공유되어 있으며, 각각의 코어층은 서로 구분되어 패터닝되어 이루어진다. 이 경우, 상기 클래드층은 상기 기판(100)을 포함하여, 기판(100) 전면에 형성되는 제 1 굴절율을 갖는 층이며, 상기 코어층은 상기 클래드층에 비해 굴절률이 상대적으로 높은 물질이다.The first optical waveguide 250a, the second optical waveguides 400a, 400b and 400c, the base optical waveguide 200 and the pixel line optical waveguide 250 are formed of a clad layer and a core layer ). The first optical waveguide 250a, the second optical waveguides 400a, 400b, and 400c, the base optical waveguide 200, and the pixel line optical waveguide 250 may share the clad layers for simplification of processes. And each of the core layers is patterned by being separated from each other. In this case, the cladding layer includes the substrate 100 and has a first refractive index formed on the entire surface of the substrate 100. The core layer is a material having a relatively higher refractive index than the cladding layer.

상기 광커플러(400)에서 입사된 광은 상기 광커플러(400)로부터 상기 기저 광도파관(200)으로 전송되며, 해당 광학 스위치의 스위칭 동작에 따라, 스위칭된 부위의 소정 광량을 픽셀 라인 광도파관(250)으로 전송한다. 그리고, 상기 픽셀 라인 광도파관(250)으로부터 전송된 광량은, 상기 제 1 광도파관(250a) 상의 게이트 전극(120)의 전압 인가 여부에 따라 해당 픽셀의 굴절률 변환층(160)의 광학 필드 변조가 발생하여, 컬러 전환 물질(190)이 발광한다.The light incident from the optical coupler 400 is transmitted from the optical coupler 400 to the base optical waveguide 200 and a predetermined amount of light of the switched portion is incident on the pixel line optical waveguide 200 250). The amount of light transmitted from the pixel line optical waveguide 250 is determined by optical field modulation of the refractive index conversion layer 160 of the pixel according to whether the voltage of the gate electrode 120 on the first optical waveguide 250a is applied And the color conversion material 190 emits light.

이하, 도면을 참조하여, 각 구성을 구체적으로 살펴본다.Hereinafter, each configuration will be described in detail with reference to the drawings.

도 3은 도 2의 광 커플러를 나타낸 평면도이며, 도 4는 도 3의 광 커플러 부위의 광 진행 방향을 도시한 사시도이다.FIG. 3 is a plan view of the optical coupler of FIG. 2, and FIG. 4 is a perspective view of the optical path of the optical coupler of FIG.

도 3 및 도 4와 같이, 본 발명의 디스플레이 패널의 광 커플러(400)는, 외부의 광원으로부터 광이 입사되는 측에 요철(410)을 구비하여 이루어진다. As shown in FIGS. 3 and 4, the optical coupler 400 of the display panel of the present invention is provided with projections and depressions 410 on the side where light is incident from an external light source.

이에 따라 상기 공기와 같은 매질을 진행하는 입사광이, 상기 광커플러(400)에 구비된 요철(410)을 만나며 굴절되어, 다른 방향으로 꺽여, 그 진행 방향을 바꾸어 상기 광 커플러(400) 내부로 진행하게 된다. 즉, 광파의 모멘텀(momuntum)을 변화시킴으로써, 광을 상기 제 2 광도파관에 커플링(coupling)시키는 것이다.Accordingly, the incident light traveling in the medium such as the air is refracted while being confronted with the unevenness 410 provided in the optical coupler 400, and is bent in the other direction to change its direction of travel to the inside of the optical coupler 400 . That is, by changing the momentum of the light wave, light is coupled to the second light waveguide.

여기서, 상기 요철(410)을 구비한 층은 상기 공기보다 높은 굴절률을 갖는 물질로 이루어진 코어(core)층인 것이 바람직하다. Here, the layer having the irregularities 410 is preferably a core layer made of a material having a refractive index higher than that of the air.

여기서, 상기 입사광이 들어오는 입사부는 상술한 요철에 한정되지 않고, 삼각 프리즘(prism) 또는 테이퍼(taper)가 첨부된 구조일 수 있다. 그리고, 상기 코어층은, 입사부보다 입사되어 여기된 광이 진행하는 측이 더 좁아지는 형상으로 패터닝되어 이루어지며, 좁은 폭은 갖는 측이 기저 광도파관(200)과 만나게 된다. Here, the incident portion through which the incident light enters is not limited to the above-described concave and convex, but may be a structure having a triangular prism or a taper attached thereto. The core layer is patterned in such a manner that the side where the excited light is incident from the incident portion becomes narrower, and the side having a narrow width is brought into contact with the base optical waveguide 200.

도 5는 본 발명의 디스플레이 패널의 제 1 실시예에 따른 광 커플러를 나타낸 단면도이다.5 is a cross-sectional view illustrating an optical coupler according to a first embodiment of the display panel of the present invention.

도 5와 같이, 본 발명의 디스플레이 패널의 제 1 실시예에 따른 그레이팅형 광도파관 커플러(grating type waveguide light coupler)(400a)이며, 이는 단면상으로, 기판(100) 상에 상기 기판보다 높은 굴절률의 코어층(1110)의 적층 구조에, 상기 입사광이 입사되는 측에 대응하여 요철(410)을 구비한 구조로 광도파관(waveguide)(앞서 설명한 제 2 광도파관)의 형태로 이루어진다.5, a grating type waveguide light coupler 400a according to a first embodiment of the present invention is a grating type waveguide light coupler 400a having a refractive index higher than that of the substrate 100 on a substrate 100 The optical waveguide is formed in the laminated structure of the core layer 1110 in the form of a waveguide (the second optical waveguide described above) with a structure having the projections and depressions 410 corresponding to the incident side of the incident light.

여기서, 상기 기판(100)은 클래드층으로 이용되고 있어, 상기 기판(100)과 코어층(1110) 사이에 별도의 클래드층을 더 구비할 수도 있다. 어느 경우나, 상기 클래드층보다 상기 코어층(1110)의 굴절률을 더 크게 한다.Here, the substrate 100 is used as a clad layer, and a separate clad layer may be further provided between the substrate 100 and the core layer 1110. In any case, the refractive index of the core layer 1110 is made larger than that of the clad layer.

도 6은 본 발명의 디스플레이 패널의 제 2 실시예에 따른 광 커플러를 나타낸 단면도이다.6 is a cross-sectional view illustrating an optical coupler according to a second embodiment of the display panel of the present invention.

도 6과 같이, 본 발명의 디스플레이 패널의 제 2 실시예에 따른 광 커플러(400b)는, 프리즘형 광도파관 커플러이며, 기판(100) 상에 코어층(1112)이 형성되고, 상기 광의 입사부측에 프리즘(425)을 더 구비한 것이다.6, the optical coupler 400b according to the second embodiment of the display panel of the present invention is a prism-type optical waveguide coupler, in which a core layer 1112 is formed on a substrate 100, And a prism 425 is further provided.

여기서, 기판(100)은 클래드층으로 이용되고 있으며, 상기 기판(100)과 코어층(1112) 사이에 별도의 클래드층을 더 구비할 수도 있다.Here, the substrate 100 is used as a clad layer, and a separate clad layer may be further provided between the substrate 100 and the core layer 1112.

이 경우, 상기 프리즘(425)은 상기 코어층(1112) 표면의 광입사부측에 점착층(미도시)을 더 개재하여 부착시킬 수 있다. 예를 들어, 도시된 도면상의 상기 코어층(1112)과 상기 프리즘(425) 사이의 이격간격은 상기 점착층의 두께일 수 있다.In this case, the prism 425 may further include an adhesive layer (not shown) on the light incidence side of the surface of the core layer 1112. For example, the spacing distance between the core layer 1112 and the prism 425 in the illustrated drawing may be the thickness of the adhesive layer.

여기서, 상기 코어층(1112)에 비해 상기 프리즘(425) 측의 굴절률이 더 큰 매질로 이루어져 있다. 그리고, 상기 프리즘(425)의 빗변에 대해 입사광이 수직한 방향으로 들어오게 된다. Here, the refractive index of the prism 425 is higher than that of the core layer 1112. Then, incident light enters the hypotenuse of the prism 425 in a vertical direction.

도 7은 본 발명의 디스플레이 패널의 제 3 실시예에 따른 광 커플러를 나타낸 사시도이다.7 is a perspective view illustrating an optical coupler according to a third embodiment of the display panel of the present invention.

도 7과 같이, 본 발명의 디스플레이 패널의 제3 실시예에 따른 광 커플러는, 테이퍼형 광도파관 커플러(400c)이며, 기판(미도시, 113 하부의 층상) 상에, 코어층(1112)이 입사부측에 입사부에서 상기 기저 도파관의 연결부로 가며 점차 좁아지는 형상의 테이퍼(taper)(1113)와, 상기 테이퍼(1113) 상측에 입사광의 수렴하는 형상의 삼각 기둥(1114)을 포함하여 이루어진다. 즉, 상기 코어층(1112)을 기판 상에 패터닝하여, 이루어진다. 마찬가지로, 제 3 실시예의 경우에 있어서, 상기 기판(100)과 상기 코어층(1112) 사이에 별도의 클래드층을 더 구비할 수도 있고, 혹은 상기 기판(100)이 클래드층으로 이용될 수도 있다.
7, the optical coupler according to the third embodiment of the display panel of the present invention is a tapered optical waveguide coupler 400c, and a core layer 1112 is formed on a substrate (not shown, A taper 1113 having a shape gradually narrowing from an incident portion to a connecting portion of the base waveguide at an incident side and a triangular column 1114 having a shape for converging incident light on the upper side of the taper 1113. That is, the core layer 1112 is patterned on the substrate. Similarly, in the case of the third embodiment, a separate clad layer may be further provided between the substrate 100 and the core layer 1112, or the substrate 100 may be used as a clad layer.

도 8은 도 2의 광학 스위치를 나타낸 평면도 및 이의 광학 필드 이동을 나타낸 그래프이다.Fig. 8 is a top view of the optical switch of Fig. 2 and a graph showing the optical field movement thereof. Fig.

도 8과 같이, 본 발명의 디스플레이 패널의 광학 스위치(300)는, 예를 들어, 방향성 커플러형(Directional Coupler Type)으로, 두개의 인접한 광도파관 사이에 정의된다. 즉, 일 방향으로 진행하는 기저 광도파관(200)과, 소정 부위에 상기 기저 광도파관(200)과 인접하며, 이와 교차하는 방향으로 진행하는 픽셀 라인 광도파관(250)을 포함하여 이루어진다. As shown in Fig. 8, the optical switch 300 of the display panel of the present invention is defined, for example, as a directional coupler type between two adjacent optical waveguides. That is, the optical waveguide 200 includes a base optical waveguide 200 that advances in one direction, and a pixel line optical waveguide 250 that is adjacent to the base optical waveguide 200 in a predetermined region and that travels in a direction intersecting the base optical waveguide 200.

그리고, 도시되지 않았지만, 상기 기저 광도파관(200)과 픽셀 라인 광도파관(250) 하측에는 공통 전극(도 10의 105 참조)이 더 구비되어 있고, 상기 기저 도파관(200) 및 픽셀 라인 광도파관(250) 상측에는 굴절률 가변층, 데이터 연결 배선(도 2의 305 참조) 이 더 구비되어 있다. 이에 따라, 상기 데이터 연결 배선(305)과 상기 공통 전극(105) 사이에 전계 형성시 상기 굴절률 가변층의 굴절률이 변화하게 되면, 상기 기저 광도파관(200)과 픽셀 라인 광도파관(250) 사이에 광학 필드가 전이하는 현상이 발생한다. 즉, 도 8과 같이, 기저 광도파관(200)으로 입사된 광이 상기 픽셀 라인 광도파관(250)으로 전이하게 되며, 결과적으로, 픽셀 라인 광도파관(250)을 통해 픽셀로 광이 전송될 수 있는 것이다. 여기서, 상기 데이터 연결 배선(305)과 상기 공통 전극(105) 사이에 걸리는 전계 세기를 조절함으로써, 상기 광학 스위치(300)에 의해 스위칭되는 광량이 조절된다.Although not shown, a common electrode (see 105 in FIG. 10) is further provided below the base optical waveguide 200 and the pixel line optical waveguide 250. The base waveguide 200 and the pixel line optical waveguide 250, a refractive index variable layer and a data connection wiring (see 305 in FIG. 2) are further provided. Accordingly, when the refractive index of the variable-refractive-index layer changes during the formation of an electric field between the data connection wiring 305 and the common electrode 105, the refractive index of the variable-refractive-index layer is changed between the optical waveguide 200 and the pixel- The phenomenon that the optical field is transferred occurs. That is, as shown in FIG. 8, light incident on the base light pipe 200 is transferred to the pixel line light pipe 250, and as a result, light can be transmitted to the pixel through the pixel line light pipe 250 It is. Here, the amount of light to be switched by the optical switch 300 is adjusted by adjusting the electric field strength between the data connection wiring 305 and the common electrode 105.

이러한 광 스위치(300)는 입력 포트를 통해 해당 광 스위치(300)로 입사된 광은, 상기 광 스위치(300) 상의 굴절률 가변층 및 데이터 연결 배선(305)의 조건에 따라 그 진행 경로가 결정된다. The optical path of the light incident on the optical switch 300 through the input port of the optical switch 300 is determined according to the conditions of the refractive index variable layer and the data connection wiring 305 on the optical switch 300 .

여기서, 상기 광학 스위치(300)는 총 세포트(three port)를 갖는 것으로, 그 하나는 기저 광도파관(200)의 일측인 광의 입력 포트(input port)이며, 나머지는 상기 기저 도파관(200)의 타측인 다음 광학 스위치로의 출력 포트(output port to next optical switch)와, 픽셀로의 출력 포트(output port to pixel)이다.Here, the optical switch 300 has three ports, one of which is an input port of one side of the base optical waveguide 200, and the other is an input port of the base waveguide 200 The output port to the next optical switch on the other side, and the output port to pixel.

한편, 상기 인접한 기저 광도파관(200) 및 픽셀 라인 광도파관(250)의 코어들은, 비슷한 크기의 웨이브 벡터(wave vector)들을 갖는 파(eigen mode)를 진행시킬 수 있도록 디자인되어 있어, 에너지가 다른 코어로 스위칭될 수 있게 한다.
The cores of the adjacent base light waveguide 200 and the pixel line light waveguide 250 are designed to advance an eigen mode having wave vectors of similar size, To be switched to the core.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 스위치를 나타낸 사시도이다.9 is a perspective view showing an optical switch according to another embodiment of the present invention.

도 9와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 스위치는, MMI(Multimode Interference) 형으로, 기판(100) 상에 전면 형성된 제 1 코어층(820)과, 상기 제 1 코어층(820) 층 상에, 길이 L, 폭W을 갖는 영역으로 넓은 면적으로 패터닝된 스위칭 영역과, 입력 포트와 다음 광학 스위치로의 출력 포트(output port to next optical switch)와, 픽셀로의 출력 포트(output port to pixel)이 스위칭 영역으로부터 돌출되는 패터닝된 제 2 코어층(821)을 포함하여 이루어진다. 여기서, 상기 제 1 코어층(820)과 제 2 코어층(821)을 일체형이며, 동일 물질로 이루어진다.9, an optical switch according to another embodiment of the present invention includes a first core layer 820 formed on a substrate 100 in a MMI (Multimode Interference) type, a first core layer 820 formed on the first core layer 820, A switching area patterned in a large area with a length L and a width W on the layer, an output port to the next optical switch, an output port to the pixel to pixel of the second core layer 821 protruding from the switching region. Here, the first core layer 820 and the second core layer 821 are integrally formed and made of the same material.

상술한 도 8의 기술된 방향성 광학 스위치와 비교하여, MMI형 광학 스위치는, 광의 진행방향이 코어층의 패터닝된 가장자리나 포트 부위에서 광이 회절하며, 그 진행방향을 바꾸어 가며 변경되어 출력 방향이 결정된다. 이에 따라 상기 제2 코어층(821)의 형상에 따라 광의 진행 방향을 결정할 수 있는 것이다. 또한, 상술한 방향성 광학 스위치와 마찬가지로, 그 상부에 굴절률 가변층 및 데이터 연결 배선의 조건에 따라 광량을 조절할 수 있다. Compared with the directional optical switch described above with reference to Fig. 8, the MMI type optical switch has a structure in which light travels in the direction of the light diffracted at the patterned edge or port of the core layer, . Accordingly, the traveling direction of the light can be determined according to the shape of the second core layer 821. In addition, like the directional optical switch described above, the amount of light can be adjusted on the basis of conditions of the refractive index variable layer and the data connection wiring.

이와 같이, 광학 스위치의 패턴 형상, 광학 스위치 상의 굴절률 가변층 및 데이터 연결 배선의 조건에 따라, 빛 에너지의 비율을 각각 0~100% 까지 연속적으로 배분하여 전송할 수 있다.
As described above, the ratio of light energy can be continuously distributed to 0 to 100% and transmitted according to the pattern shape of the optical switch, the refractive index variable layer on the optical switch, and the conditions of the data connection wiring.

도 10은 본 발명의 디스플레이 패널의 광학 스위치 및 픽셀 소자의 연결부를 나타낸 사시도이다.10 is a perspective view showing a connection portion of an optical switch and a pixel element of a display panel of the present invention.

본 발명의 디스플레이 패널의 광학 스위치 및 픽셀 소자의 연결부를 아래서부터 층상으로 살펴보면, 다음과 같다.The connection of the optical switch and the pixel element of the display panel of the present invention will be described below in a layered form.

즉, 상기 기판(100) 전면에 형성된 공통 전극(105)과, 상기 공통 전극(105) 상에 형성되며, 상기 픽셀 라인 광도파관(250)에서 연장되어 상기 픽셀들을 지나며 그 면적이 픽셀에 대응하여 커진 제 1 광도파관(250a)과, 상기 제 1 광도파관(250a) 상에 형성된 굴절률 가변층(160 참조)과, 상기 굴절률 가변층(160) 상에, 가로 열(row) 방향으로 형성된 게이트 전극(120) 및 상기 게이트 전극(120) 상부에, 상기 픽셀마다 형성된 컬러 전환 물질(color conversion material)(190)을 포함하여 이루어진다. That is, a common electrode 105 formed on the front surface of the substrate 100, a common electrode 105 formed on the common electrode 105, extending from the pixel line optical waveguide 250, passing through the pixels, A refractive index variable layer 160 formed on the first optical waveguide 250a and a refractive index variable layer 160 formed on the refractive index variable layer 160. The first optical waveguide 250a, And a color conversion material 190 formed for each pixel on the gate electrode 120 and the gate electrode 120.

여기서, 상기 제 1 광도파관(250a)과 동일층에는, 상기 제 1 광도파관(250a)과 연결된 픽셀 라인 광도파관(250)과, 상기 픽셀 라인 광도파관(250)과 인접하며 가로 방향으로 길게 형성된 기저 광도파관(200)과, 상기 광도파관(200)의 일측과 연결된 광커플러(400)가 함께 형성된다.A pixel line optical waveguide 250 connected to the first optical waveguide 250a and a pixel line optical waveguide 250 adjacent to the pixel line optical waveguide 250 are formed on the same layer as the first optical waveguide 250a, A base optical waveguide 200 and an optical coupler 400 connected to one side of the optical waveguide 200 are formed together.

이들 제 1 광도파관(250a), 기저 광도파관(200), 픽셀 라인 광도파관(250) 및 상기 광커플러(400)은 각각 하부에 상기 공통 전극(105) 전면에 형성된 클래드층(110)과, 그 상부에, 표면의 상부 일부 두께가 패터닝되어진 코어층(130)을 포함하여 이루어진다.The first optical waveguide 250a, the base optical waveguide 200, the pixel line optical waveguide 250 and the optical coupler 400 each have a cladding layer 110 formed on the entire surface of the common electrode 105, And a core layer 130 on which an upper part of the surface is partially patterned.

도 11은 본 발명의 픽셀 소자의 발광 및 비발광시의 광학 필드를 나타낸 단면도이다.11 is a cross-sectional view showing an optical field in a pixel element of the present invention at the time of light emission and non-light emission.

도 11을 참조하여, 본 발명의 픽셀 소자의 발광 및 비발광시의 광학 필드를 살펴본다. Referring to Fig. 11, the optical field in the light emission and non-light emission of the pixel element of the present invention will be described.

비발광시에는, 상기 공통 전극(105)과 게이트 전극(120) 사이에 전계 형성이 없어, 상기 굴절률 가변층(160)으로부터 컬러 전환 물질(190)간 에너지 전달이 없게 된다. 이에 따라, 상기 픽셀 라인 광도파관(250: 110, 130 포함)을 진행하는 광학 필드의 이동이 없이, 상기 픽셀 라인 광도파관의 진행 방향으로 계속 광이 진행하게 된다.No electric field is formed between the common electrode 105 and the gate electrode 120 and no energy is transferred from the refractive index variable layer 160 to the color conversion material 190. Accordingly, the light continues to travel in the traveling direction of the pixel line optical waveguide without movement of the optical field traveling in the pixel line optical waveguide 250 (including 110 and 130).

발광시에는, 상기 공통 전극(105)과 게이트 전극(120) 사이에 전계가 형성되어, 상기 굴절률 가변층(160)의 굴절률 값이 상기 전계에 따라 결정되어, 굴절률이 일정 값 이상으로 커진다. 이와 같이, 굴절률이 증가하면, 상기 굴절률 가변층(160)으로부터 컬러 전환 물질(190)로의 에너지가 전달되어, 광학 필드의 이동이 있게 되며, 상기 컬러 전환 물질(190)을 여기시켜 발광이 이루어지게 된다. At the time of light emission, an electric field is formed between the common electrode 105 and the gate electrode 120, and the refractive index value of the refractive index variable layer 160 is determined according to the electric field, and the refractive index becomes larger than a certain value. As the refractive index increases, the energy from the refractive index variable layer 160 to the color conversion material 190 is transferred to the optical field, and the color conversion material 190 is excited to emit light do.

도 12a 및 도 12b는 본 발명의 픽셀 소자의 광학 필드 변조 전후를 나타낸 그래프이다.12A and 12B are graphs showing the optical element before and after optical field modulation of the pixel element of the present invention.

도 12b를 참조하면, 전압 인가가 없거나, 인가되는 전압이 낮은 경우에는, 출사된 광원의 광이 가이딩되어 전달된 코어에 광학 필드의 중심이 유지된 바를 나타내고 있으며, 도 12a를 참조하면, 일정 전압 이상 인가된 경우, 상기 광도파관의 코어층(130) 상의 굴절률 가변층(160)의 굴절률이 높아져, 광학 필드의 중심이 위쪽으로 이동하였으며, 또한, 그 광학 테일이 점차 확장되어, 컬러 전환 물질(190)까지 영향을 미침을 알 수 있다.
Referring to FIG. 12B, when no voltage is applied or when a voltage to be applied is low, the center of the optical field is maintained in the core through which the light of the emitted light source is guided, The refractive index of the refractive index variable layer 160 on the core layer 130 of the optical waveguide is increased so that the center of the optical field moves upward and the optical tail gradually expands, (190). ≪ / RTI >

도 13은 본 발명의 픽셀 소자의 광학 필드 변조 전후의 에버네슨트 필드 테일 프로파일을 나타낸 그래프이다.FIG. 13 is a graph showing an EEV field tail profile before and after optical field modulation of a pixel element of the present invention. FIG.

도 13과 같이, 본 발명의 광학 필드 변조 발광 소자의 광학 모드의 프로파일을 나타낸 것으로, 사각형 점으로 나타낸 그래프는 굴절률 가변층의 굴절률이 낮은 굴절률을 가진 상태를 나타낸 것이고, 원형 점으로 나타내는 그래프는 굴절률 가변층이 변환되어 높은 굴절률을 나타낸 것으로, 각각 해당 광도파관의 상하의 전계 오프와 온 상태를 나타낸다. As shown in Fig. 13, the profile of the optical mode of the optical field modulated light emitting device of the present invention is shown. The graph represented by the rectangular points shows a state in which the refractive index of the refractive index variable layer has a low refractive index. And the variable layers are converted to show a high refractive index. The upper and lower electric field off and on states of the optical waveguide are shown, respectively.

이는, 광도파관 하부의 공통 전극과 상부의 게이트 전극 또는 데이터 연결 배선을 통해 광도파관 상측의 상기 굴절률 가변층의 굴절률을 조절했을 때, 광학 필드의 테일(Optical field tail)의 폭이 확장됨을 알 수 있으며, 이에 따라 굴절률 가변층에 인접한 발광층이 발광될 수 있음을 알 수 있다.It can be seen that the width of the optical field tail of the optical field is extended when the refractive index of the refractive index variable layer on the upper side of the optical waveguide is adjusted through the common electrode under the optical waveguide and the gate electrode on the upper side or the data connection wiring And it can be seen that the light emitting layer adjacent to the refractive index variable layer can emit light.

이 경우, 시뮬레이션 결과로부터 본 발명의 광학 필드 변조 발광 소자를 이용하여, 디스플레이를 형성시, 대조비는 2,000,000: 1로, 기타 디스플레이 대비 상당히 높음을 알 수 있다.In this case, from the simulation results, it can be seen that the contrast ratio is 2,000,000: 1 when forming the display using the optical field modulated light emitting device of the present invention, and is considerably higher than other displays.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 디스플레이 패널의 공정을 살펴본다.Hereinafter, the process of the display panel of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 14a 내지 도 14g는 본 발명의 디스플레이 패널의 공정 사시도이다.14A to 14G are process perspective views of a display panel according to the present invention.

본 발명의 디스플레이 패널의 제조 방법은, 먼저, 도 14a와 같이, 중앙에 복수개의 픽셀이 매트릭스상으로 정의되며, 상기 픽셀의 외곽에 비표시 영역이 정의된 기판(100)을 준비한다.In the method of manufacturing a display panel of the present invention, a plurality of pixels are defined as a matrix at the center and a non-display area is defined at the outer periphery of the pixel, as shown in FIG. 14A.

이어, 상기 기판(100) 전면에, 투명한 공통 전극(105), 클래드층(110)을 형성한다.Next, a transparent common electrode 105 and a cladding layer 110 are formed on the entire surface of the substrate 100.

이어, 도 14b와 같이, 상기 기판의 비표시 영역에, 전면 코어층(130)을 형성한 후, 그 표면 일부를 패터닝하여, 광커플러 코어층(130a)과, 상기 광커플러 코어층(130a)과 연결되며 일 방향의 기저 코어층(130b)과, 상기 기저 코어층(130b)과 인접하며 교차하는 방향으로 픽셀라인 코어층(130c)과 상기 픽셀 라인 코어층(130c)의 진행 방향으로 연장되어 상기 픽셀들에 제 1 코어층(130d)을 형성하여, 각각 광커플러(400), 기저 광도파관(200), 픽셀라인 광도파관(250) 및 제 1 광도파관(250a)을 형성한다.14B, a front core layer 130 is formed in a non-display region of the substrate, and a part of the surface of the front core layer 130 is patterned to form an optical coupler core layer 130a and the optical coupler core layer 130a. And extends in the direction in which the pixel line core layer 130c and the pixel line core layer 130c extend in a direction that is adjacent to and intersects with the base core layer 130b A first core layer 130d is formed on the pixels to form an optical coupler 400, a base optical waveguide 200, a pixel line optical waveguide 250, and a first optical waveguide 250a.

이어, 도 14c와 같이, 상기 광커플러(400), 기저 광도파관(200), 픽셀라인 광도파관(250) 및 제 1 광도파관(250a)을 포함한 상기 클래드층(110) 상에 굴절률 가변층(160)을 형성한다.14c, a refractive index-variable layer (refractive index-variable layer) 210 is formed on the clad layer 110 including the optical coupler 400, the base light waveguide 200, the pixel line optical waveguide 250 and the first optical waveguide 250a 160 are formed.

이어, 도 14d와 같이, 상기 굴절률 가변층(160) 상에, 투명 전극을 패터닝하여 가로 방향의 픽셀들을 지나도록 게이트 전극(120)을 형성한다.14D, the transparent electrode is patterned on the refractive index variable layer 160 to form the gate electrode 120 so as to pass through the pixels in the horizontal direction.

이어, 도 14e와 같이, 상기 게이트 전극(120) 상의 각 픽셀들에 대응하여 컬러 컨버젼 물질(190)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 14E, a color conversion material 190 is formed corresponding to each pixel on the gate electrode 120.

이어, 상기 인접한 기저 광도파관(200)과 픽셀 라인 광도파관(250) 사이에 대응되는 상기 굴절률 가변층(160) 상에, 데이터 연결 배선(305)과, 상기 게이트 전극들(120)과 각각 연결되는 게이트 연결 배선(205)을, 상기 비표시 영역에 형성한다. The data connection wiring 305 and the gate electrodes 120 are connected to the refractive index variable layer 160 between the adjacent base optical waveguide 200 and the pixel line optical waveguide 250, A gate connection wiring 205 is formed in the non-display region.

이어, 도 14f와 같이, 상기 데이터 연결 배선(305)과 접속되는 데이터 드라이버(600)와, 상기 게이트 연결 배선(205)과 접속되는 게이트 드라이버(650)를 형성한다.
14F, a data driver 600 connected to the data connection wiring 305 and a gate driver 650 connected to the gate connection wiring 205 are formed.

상술한 바와 같이, 본 발명의 디스플레이 패널의 주요 구성 소자는, 광 커플러(light coupler), 광학 스위치 소자, 픽셀 소자이며, 이들은 하나의 기판 위에 집적되어 있다.As described above, the main components of the display panel of the present invention are an optical coupler (light coupler), an optical switch element, and a pixel element, which are integrated on a single substrate.

이러한 디스플레이 패널의 구조는 광 커플러(light coupler)와 연결되는 기저 광도파관(Backbone waveguide)와, 상기 기저 광도파관에 의해 서로 연결되어 있는 광 스위치 어레이(optical switch array) 및 각각의 광학 스위치로부터 분기되어 나가는 픽셀 라인 광도파관로 이루어진다. 그리고, 상기 픽셀 소자들은, 상기 픽셀 라인 광도파관를 따라 매트릭스 상으로 형성된다. The structure of such a display panel is divided into a backbone waveguide connected to a light coupler, an optical switch array connected to the base optical waveguide and a respective optical switch, Outgoing pixel line optical waveguide. The pixel elements are formed in a matrix shape along the pixel line optical waveguide.

그리고, 상기 디스플레이 패널의 작동은, 기판의 외부의 광원으로부터 광을 광 커플러(light coupler)를 통해, 상기 기저 광도파관로 입사되는 것으로부터 시작되며, 상기 광 커플러를 통해 입사된 광은 기저 광도파관를 통해 진행하다가 광학 스위치에서 발광시키고자 하는 픽셀이 소속된 픽셀 라인 광도파관로 스위치되어 진행한다. 이에 따라, 해당 픽셀에 전압이 인가될 경우 해당 픽셀이 발광하게 된다. The operation of the display panel starts with the light from the light source outside the substrate entering the base optical waveguide through a light coupler, and the light incident through the optical coupler passes through the base optical waveguide And proceeds to the pixel line optical waveguide to which the pixel to be emitted by the optical switch belongs. Accordingly, when a voltage is applied to the pixel, the pixel emits light.

이러한 구동을 위해 필요한 드라이버는 데이터 드라이버와 게이트 드라이버로 구성된다. The driver required for this operation consists of a data driver and a gate driver.

여기서, 데이터 드라이버는 광학 스위치에 전압을 인가하여 픽셀 라인 광도파관로 전이되는 광의 양을 조절한다. Here, the data driver controls the amount of light that is transferred to the pixel line optical waveguide by applying a voltage to the optical switch.

그리고, 상기 게이트 드라이버는 해당 픽셀 열(pixel row)에 전압을 인가하여 픽셀 라인 광도파관를 따라 내려오는 광을 이용하여 해당 픽셀에서 발광하게 한다.The gate driver applies a voltage to a corresponding pixel row to cause the corresponding pixel to emit light using light falling along the pixel line optical waveguide.

픽셀의 계조 표현은 해당 픽셀 라인 광도파관으로 진행하는 여기 광(excitation light)의 세기에 따라 결정되며, 픽셀 라인 광도파관으로 진행하는 여기 광의 세기는 광학 스위치를 이용해서 픽셀로 가는 여기 광의 세기 변화를 이용해서 결정하거나, 또는 광 커플러로 입사되는 외부 광의 세기에 변조시킴(modulation)으로써 결정한다. The gradation representation of the pixel is determined by the intensity of the excitation light traveling to the corresponding pixel line optical waveguide and the intensity of the excitation light traveling to the pixel line optical waveguide is determined by the intensity change of the excitation light to the pixel , Or by modulating the intensity of external light incident on the optical coupler.

이와 같은 본 발명의 디스플레이 패널은, 발광 물질 선택에 자유도가 높기 때문에, 선택된 발광 물질에 따라 높은 광 효율 및 높은 색 수도를 갖는 디스플레이 구현이 가능하며 빠른 픽셀 응답 속도와 높은 대조비(contrast ratio)를 갖는 디스플레이 픽셀 구현이 가능하다. Since the display panel according to the present invention has a high degree of freedom in selecting a light emitting material, it is possible to realize a display having a high light efficiency and a high color number according to a selected light emitting material, and has a high pixel response speed and a high contrast ratio Display pixel implementation is possible.

그리고, 하나의 글래스 기판 위에 모든 소자가 집적되어 있기 때문에, 패널 구조가 단순하며, 간결한 공정에 의한 제작이 가능하다.Since all the elements are integrated on one glass substrate, the panel structure is simple, and a simple manufacturing process is possible.

또한, 디스플레이 패널의 투명성을 이용한 투명 디스플레이의 다양한 어플리케이션 창출이 가능하다.
In addition, it is possible to create various applications of the transparent display using the transparency of the display panel.

한편, 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Will be apparent to those of ordinary skill in the art.

100: 기판 105: 공통 전극
110: 클래드층 120: 게이트 전극
125: 게이트 연결 배선 130: 코어층
160: 굴절률 가변층 190: 컬러 전환물질
200: 기저 광도파관 250: 픽셀라인 광도파관
250a: 제 1 광도파관 300: 광학 스위치
400: 광커플러 500: 픽셀 소자 어레이
300A: 광학 스위치 어레이
100: substrate 105: common electrode
110: cladding layer 120: gate electrode
125: gate connection wiring 130: core layer
160: refractive index variable layer 190: color conversion material
200: base light waveguide 250: pixel line light waveguide
250a: first optical waveguide 300: optical switch
400: Optocoupler 500: Pixel element array
300A: Optical Switch Array

Claims (27)

중앙에 복수개의 픽셀이 매트릭스상으로 정의되며, 상기 픽셀의 외곽에 비표시 영역이 정의된 기판;
상기 기판의 비표시 영역에 형성되며, 외부에서 입사되는 광을 받아 상기 기판 내로 입사시키는 광커플러(light coupler);
상기 기판 상에, 각 픽셀들에 형성되며, 광학 필드를 변조시켜 발광하는 복수개의 픽셀 소자; 및
상기 광커플러와 연결되어, 상기 입사된 광을 받아 상기 픽셀 소자측으로 스위칭시켜 전달하는 광학 스위치 어레이;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널.
A substrate having a plurality of pixels defined in a matrix at a center thereof and a non-display area defined on an outer periphery of the pixel;
A light coupler formed in a non-display area of the substrate and adapted to receive light incident from the outside and enter the substrate;
A plurality of pixel elements formed on each of the pixels and adapted to emit light by modulating an optical field; And
And an optical switch array connected to the optical coupler for receiving the incident light and switching the light to the pixel device side for transmission.
제 1항에 있어서,
상기 광학 스위치 어레이는,
상기 비표시 영역에, 상기 광커플러와 연결되어, 상기 입사된 광이 일 방향으로 진행하는 기저 광도파관(backbone waveguide);
상기 비표시 영역에, 상기 픽셀을 향해 상기 기저 광도파관과 교차하는 방향으로 배치된 복수개의 픽셀라인 광도파관(pixel line waveguide);
상기 기저 광도파관과 상기 픽셀라인 광도파관들 사이에 형성되며, 상기 입사된 광을 상기 픽셀 라인 광도파관으로 출력하는 광학 스위치(optical switch)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널.
The method according to claim 1,
The optical switch array includes:
A backbone waveguide connected to the optical coupler in the non-display area, the incident light traveling in one direction;
A plurality of pixel line waveguides disposed in the non-display region in a direction crossing the base light pipe toward the pixel;
And an optical switch formed between the base optical waveguide and the pixel line optical waveguides and outputting the incident light to the pixel line optical waveguide.
제 2항에 있어서,
상기 픽셀 소자들은,
상기 기판 전면에 형성된 공통 전극;
상기 공통 전극 상에 형성되며, 상기 픽셀 라인 광도파관에서 연장되어 상기 픽셀들을 지나는 제 1 광도파관;
상기 제 1 광도파관 상에 형성된 굴절률 가변층;
상기 굴절률 가변층 상에, 가로 열 방향으로 형성된 게이트 전극; 및
상기 게이트 전극 상에, 상기 픽셀마다 형성된 컬러 전환 물질을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널.
3. The method of claim 2,
The pixel elements are arranged in a matrix,
A common electrode formed on the entire surface of the substrate;
A first optical waveguide formed on the common electrode, the first optical waveguide extending from the pixel line optical waveguide and passing the pixels;
A refractive index variable layer formed on the first optical waveguide;
A gate electrode formed on the refractive index variable layer in a row direction; And
And a color conversion material formed for each pixel on the gate electrode.
제 1항에 있어서,
상기 광커플러로 광을 입사시키는 광원을 더 포함한 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널.
The method according to claim 1,
Further comprising a light source for allowing light to enter the optical coupler.
제 3항에 있어서,
상기 광커플러는 상기 입사된 광을 받아 상기 기저 광도파관으로 전달하는 제 2 광도파관(waveguide)인 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널.
The method of claim 3,
Wherein the optical coupler is a second optical waveguide that receives the incident light and transmits the received light to the base optical waveguide.
제 5항에 있어서,
상기 광 커플러는, 상기 입사광이 들어오는 상기 제 2 광도파관 표면에 그레이팅(grating)을 더 구비한 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널.
6. The method of claim 5,
Wherein the optical coupler further comprises a grating on the surface of the second optical waveguide through which the incident light enters.
제 5항에 있어서,
상기 광 커플러는 상기 입사광이 들어오는 상기 제 2 광도파관 표면에 프리즘을 더 구비한 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널.
6. The method of claim 5,
Wherein the optical coupler further comprises a prism on a surface of the second optical waveguide through which the incident light is incident.
제 5항에 있어서,
상기 입사광이 들어오는 상기 제 2 광도파관은, 상기 입사광의 입사부보다 상기 기저 광도파관으로 가며 좁아지는 형상의 테이퍼를 더 구비한 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널.
6. The method of claim 5,
Wherein the second optical waveguide through which the incident light enters further comprises a taper having a shape that narrows toward the base optical waveguide from the incident portion of the incident light.
제 3항에 있어서,
상기 광학 스위치들에 인접한 상기 기판의 비표시 영역에, 데이터 드라이버를 더 구비한 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널.
The method of claim 3,
And a data driver in the non-display area of the substrate adjacent to the optical switches.
제 9항에 있어서,
상기 데이터 드라이버는, 상기 광학 스위치 상에 형성되는 데이터 연결 배선과 연결된 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널.
10. The method of claim 9,
Wherein the data driver is connected to a data connection wiring formed on the optical switch.
제 10항에 있어서,
상기 광학 스위치 상에 형성된 상기 데이터 연결 배선에 인가되는 전압 값에 따라 접속된 픽셀 라인 광도파관에 인가되는 광량이 조절되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널.
11. The method of claim 10,
And the amount of light applied to the connected pixel line optical waveguide is adjusted according to a voltage value applied to the data connection wiring formed on the optical switch.
제 9항에 있어서,
상기 기판 상의 비표시 영역 중 상기 데이터 드라이버가 형성되지 않은 영역에, 상기 게이트 전극과 각각 연결된 게이트 드라이버를 더 구비한 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널.
10. The method of claim 9,
Further comprising a gate driver connected to the gate electrode in an area of the non-display area on the substrate where the data driver is not formed.
제 3항에 있어서,
상기 공통 전극 및 게이트 전극은 투명 전극인 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널.
The method of claim 3,
Wherein the common electrode and the gate electrode are transparent electrodes.
제 13항에 있어서,
상기 공통 전극에는 0V 또는 상전압(constant voltage)이 인가되고, 상기 게이트 전극에는 상측에서부터 하측으로 또는 하측에서부터 상측으로 순차적으로 동일한 게이트 온 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널.
14. The method of claim 13,
A gate voltage of 0V or a constant voltage is applied to the common electrode, and a gate-on voltage is sequentially applied to the gate electrode sequentially from the upper side to the lower side or from the lower side to the upper side.
제 3항에 있어서,
상기 컬러 전환 물질은, 다운 컨버젼(down-conversion) 물질의 발광층인 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널.
The method of claim 3,
Wherein the color conversion material is a light-emitting layer of a down-conversion material.
제 15항에 있어서,
상기 다운 컨버젼 물질은 광 발광(photo-luminescence) 물질인 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널.
16. The method of claim 15,
Wherein the down-conversion material is a photo-luminescence material.
제 16항에 있어서,
상기 다운 컨버젼 물질은, 형광 물질 또는 인광 물질인 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널.
17. The method of claim 16,
Wherein the down conversion material is a fluorescent material or a phosphorescent material.
제 3항에 있어서,
상기 굴절률 가변층은 전기 광학적(Electro-optic)으로 굴절률이 가변되는 것임을 특징으로 하는 디스플레이 패널.
The method of claim 3,
Wherein the refractive index-variable layer has a refractive index that varies electro-optically.
제 3항에 있어서,
상기 제 1 광도파관, 제 2 광도파관, 기저 광도파관 및 픽셀 라인 광도파관은 각각 클래드층 및 코어층을 포함한 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널.
The method of claim 3,
Wherein the first optical waveguide, the second optical waveguide, the base optical waveguide, and the pixel line optical waveguide each include a cladding layer and a core layer.
제 19항에 있어서,
상기 제 1 광도파관, 제 2 광도파관, 기저 광도파관 및 픽셀 라인 광도파관은,
클래드층이 서로 공유되어 있으며,
각각의 코어층은 서로 구분되어 패터닝된 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널.
20. The method of claim 19,
The first optical waveguide, the second optical waveguide, the base optical waveguide, and the pixel line optical waveguide,
The clad layers are shared with each other,
And each of the core layers is separately patterned.
제 20항에 있어서,
상기 각 클래드층의 굴절률보다 각 코어층의 굴절률이 더 큰 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널.
21. The method of claim 20,
Wherein a refractive index of each of the core layers is larger than a refractive index of each of the clad layers.
제 2항에 있어서,
상기 광학 스위치는 방향성 커플러(Directional Coupler) 소자 또는 멀티모드 인터피어런스(MMI: Multimode Interference) 소자인 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널.
3. The method of claim 2,
Wherein the optical switch is a directional coupler element or a multimode interference (MMI) element.
제 20항에 있어서,
상기 픽셀 소자들은, 상기 공통 전극과 상기 게이트 전극 사이에 전계가 형성되면,
상기 굴절률 가변층의 굴절률을 변화시켜, 상기 제 1 광도파관에 전달된 광의 광학필드를 변조하여, 변조된 광학 필드 테일이 상기 컬러 전환 물질에 전달되도록 하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널.
21. The method of claim 20,
When the electric field is formed between the common electrode and the gate electrode,
Wherein the refractive index of the refractive index variable layer is changed to modulate the optical field of light transmitted to the first optical waveguide so that the modulated optical field tail is transmitted to the color conversion material.
중앙에 복수개의 픽셀이 매트릭스상으로 정의되며, 상기 픽셀의 외곽에 비표시 영역이 정의된 기판을 준비하는 단계;
상기 기판 전면에, 공통 전극, 클래드층을 형성하는 단계;
상기 기판의 비표시 영역에 광커플러 코어층과, 상기 광커플러 코어층과 연결되며 일 방향의 기저 코어층 및 상기 기저 코어층과 인접하며 상기 기저 코어층과 교차하는 방향으로 배치되는 픽셀라인 코어층을 형성하고, 상기 픽셀 라인 코어층의 진행 방향으로 연장되는 상기 픽셀들에 제 1 코어층을 형성하는 단계;
상기 광커플러 코어층, 기저 코어층, 픽셀라인 코어층 및 제 1 코어층을 포함한 상기 클래드층 상에 굴절률 가변층을 형성하는 단계;
상기 굴절률 가변층 상에, 가로 방향의 픽셀들을 지나도록 게이트 전극을 형성하는 단계; 및
상기 게이트 전극 상의 각 픽셀들에 대응하여 컬러 컨버젼 물질을 형성하는 단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널의 제조 방법.
Preparing a substrate in which a plurality of pixels are defined in a matrix at a center, and a non-display area is defined in an outline of the pixel;
Forming a common electrode and a clad layer on the entire surface of the substrate;
A pixel core layer disposed adjacent to the base core layer in a direction intersecting with the base core layer; and a light emitting diode Forming a first core layer on the pixels extending in a traveling direction of the pixel line core layer;
Forming a refractive index variable layer on the clad layer including the optical coupler core layer, the base core layer, the pixel line core layer, and the first core layer;
Forming a gate electrode on the refractive index variable layer so as to pass through pixels in the horizontal direction; And
And forming a color conversion material corresponding to each pixel on the gate electrode.
제 24항에 있어서,
상기 인접한 기저 코어층과 픽셀 라인 코어층 사이에 위치하는 상기 굴절률 가변층 상에, 데이터 연결 배선을 형성하는 단계를 더 포함한 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널의 제조 방법.
25. The method of claim 24,
Further comprising forming a data connection wiring on the refractive index variable layer located between the adjacent base core layer and the pixel line core layer.
제 25항에 있어서,
상기 게이트 전극들과 각각 연결되는 게이트 연결 배선을, 상기 비표시 영역에 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널의 제조 방법.
26. The method of claim 25,
And forming a gate connection wiring connected to each of the gate electrodes in the non-display region.
제 26항에 있어서,
상기 데이터 연결 배선과 접속되는 데이터 드라이버와, 상기 게이트 연결 배선과 접속되는 게이트 드라이버를 형성하는 단계를 더 포함한 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널의 제조 방법.
27. The method of claim 26,
A data driver connected to the data connection wiring, and a gate driver connected to the gate connection wiring.
KR1020100070279A 2010-07-21 2010-07-21 Display Panel and Method for Manufacturing the Same KR101768472B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100070279A KR101768472B1 (en) 2010-07-21 2010-07-21 Display Panel and Method for Manufacturing the Same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100070279A KR101768472B1 (en) 2010-07-21 2010-07-21 Display Panel and Method for Manufacturing the Same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120009740A KR20120009740A (en) 2012-02-02
KR101768472B1 true KR101768472B1 (en) 2017-08-16

Family

ID=45834485

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100070279A KR101768472B1 (en) 2010-07-21 2010-07-21 Display Panel and Method for Manufacturing the Same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101768472B1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102122522B1 (en) * 2013-04-30 2020-06-12 엘지디스플레이 주식회사 Thin Flat Type Controlled Viewing Window Display
CN103926690B (en) * 2014-03-22 2016-08-17 吉林大学 A kind of array of photoswitch and the display screen with scanning and interactive function of composition thereof

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005227324A (en) 2004-02-10 2005-08-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd Display element and display apparatus

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005227324A (en) 2004-02-10 2005-08-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd Display element and display apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120009740A (en) 2012-02-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5167723B2 (en) Light emitting device
KR101777122B1 (en) Liquid crystal display device
US6967435B2 (en) Active matrix organic electroluminescent display and fabricating method thereof
CN102884476B (en) Back light unit and display device
US9898972B2 (en) Field-sequential display panel, field-sequential display apparatus and driving method
KR102449918B1 (en) Apparatus for Both Mirror and Display
KR100932239B1 (en) Transparent organic light emitting diode backlight unit and transparent full color liquid crystal display using the same
KR20150039487A (en) Display device
CN109728183B (en) Organic light emitting diode display device
US9362342B2 (en) Light-emitting element display device
KR102587398B1 (en) Organic light emitting display device
WO2019041990A1 (en) Organic electroluminescent display panel and manufacturing method thereof
US10705278B2 (en) Backlight unit and display device including the same
KR102448600B1 (en) Display device
US20240168328A1 (en) Hybrid display device and spliced display device
CN107179638B (en) Display panel, control method thereof and display device
KR20110037817A (en) Organic el panel and panel junction type light emitting device
KR101768472B1 (en) Display Panel and Method for Manufacturing the Same
CN109768066B (en) Organic light-emitting display panel
KR20150078396A (en) Organic light emitting diode display device
KR101695288B1 (en) Emitting Device Modulating Optical Field and Display Using the Same
KR101808517B1 (en) Display Panel and Method for Driving the Same
US20240160057A1 (en) Spliced display panel and spliced display device
KR20160071884A (en) Transparent organic light emitting diode display panel
KR101808516B1 (en) Display Panel and Method for Driving the Same

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant