KR20170018186A - 표시패널의 제조방법 및 표시패널을 포함하는 표시장치 - Google Patents

표시패널의 제조방법 및 표시패널을 포함하는 표시장치 Download PDF

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KR20170018186A
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Abstract

본 발명에 따른 표시장치는, 광을 생성하는 광원, 상기 광을 이용하여 영상을 생성하는 표시패널을 포함하고, 상기 표시패널은, 제1 기판, 상기 제1 기판과 이격되어 배치된 제2 기판, 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 배치되는 복수의 화소들, 상기 제1 기판 및 상기 복수의 화소들 사이에 배치된 광 가이드 층을 포함하고, 상기 광 가이드 층은, 상기 광원으로부터 상기 광을 수신하는 복수의 광 터널들, 상기 복수의 광 터널들을 커버하는 굴절층을 포함한다.

Description

표시패널의 제조방법 및 표시패널을 포함하는 표시장치{MANUFACTURING METHOD OF DISPLAY PANEL AND DISPLAY DEVICE COMRPISING THE DISPLAY PANEL}
본 발명은 표시장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 광학 부재가 표시패널에 포함되는 표시패널의 제조방법 및 표시패널을 포함하는 표시장치에 관한 것이다.
표시장치는 영상을 표시하는 표시패널을 포함한다. 표시패널은, 복수의 게이트 라인들, 복수의 데이터 라인들, 복수의 게이트 라인들과 복수의 데이터 라인들에 연결된 복수의 화소들을 포함한다. 표시장치는 복수의 게이트 라인들에 대응하는 게이트 신호들을 제공하는 게이트 구동부 및 복수의 데이터 라인들에 대응하는 데이터 신호들을 출력하는 데이터 구동부를 포함한다.
또한, 표시장치는 표시패널에 광을 제공하는 광원을 포함한다. 광원은 광을 출력하는 광원부, 및 광을 표시패널로 전달하는 도광판(Light guide plate) 등 복수의 광학 부재들을 포함한다.
한편, 최근 들어, 표시장치가 슬림화됨에 따라, 이러한 광원의 두께를 줄이기 위한 연구가 개발되고 있다. 그 결과, 광원에 포함된 광학 부재들의 구성을 표시패널에 포함시키는 구조가 개발되고 있다.
본 발명의 목적은 광학 부재가 표시패널에 포함하는 표시장치 및 그 것의 제조 방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 표시장치는, 광을 생성하는 광원, 상기 광을 이용하여 영상을 생성하는 표시패널을 포함하고, 상기 표시패널은, 제1 기판, 상기 제1 기판과 이격되어 배치된 제2 기판, 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 배치되는 복수의 화소들, 상기 제1 기판 및 상기 복수의 화소들 사이에 배치된 광 가이드 층을 포함하고, 상기 광 가이드 층은, 상기 광원으로부터 상기 광을 수신하는 복수의 광 터널들, 상기 복수의 광 터널들을 커버하는 굴절층을 포함한다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 광 가이드 층 상에 배치된 제1 편광층, 상기 복수의 화소들을 사이에 두고 상기 제1 편광층과 이격되어 배치된 제2 편광층을 더 포함하고, 상기 제1 편광층 및 상기 제2 편광층 중 어느 하나의 편광층은 복수의 격자패턴들을 포함한다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 편광층 및 상기 제2 편광층 중 상기 복수의 격자패턴들을 포함하는 상기 어느 하나의 편광층은 상기 광 가이드 층 상에 배치된다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 편광층 및 상기 제2 편광층 중 다른 하나의 편광층은 상기 제2 기판 상에 배치된다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 기판과 상기 광 가이드 층 사이에 배치된 반사층을 더 포함한다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 복수의 광 터널들은 상기 반사층 상에서 소정 간격 이격되어 배치된다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 복수의 광 터널들의 굴절률은 상기 굴절층의 굴절률보다 높은 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 복수의 광 터널들은 투명 전도성 산화물을 포함한다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 굴절층은 투명 유기 절연층인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 기판은 금속을 포함한다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 광원은, 인쇄회로기판, 상기 인쇄회로기판에 실장되며, 상기 광 가이드 층의 측면과 마주하는 발광소자를 포함하고, 상기 발광소자는 상기 광 가이드 층의 측면을 통해 상기 광을 출력한다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 표시패널은 적어도 일 방향을 따라 커브드된 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 표시패널의 제조방법은, 제1 기판을 제공하는 단계, 상기 제1 기판 상에 광 가이드 층을 형성하는 단계, 상기 광 가이드 층 상에 복수의 화소들을 형성하는 단계, 제2 기판을 제공하는 단계, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 결합하는 단계를 포함하고, 상기 광 가이드 층을 형성하는 단계는, 기 기판 상에 복수의 광 터널들을 형성하는 단계, 상기 기판 상에 상기 복수의 광 터널들을 커버하는 굴절층을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 상기 광 가이드 층 상에 제1 편광층을 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 제1 편광층을 형성하는 단계는, 상기 굴절층 상에 복수의 격자패턴들을 형성하는 단계, 상기 복수의 격자패턴들을 커버하는 제1 절연층을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 상기 복수의 화소들을 사이에 두고 상기 제1 편광층과 이격된 상기 제2 기판 상에 제2 편광층을 형성하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 상기 제1 기판 상에 반사층을 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 반사층은 상기 제1 기판과 상기 광 가이드 층 사이에 배치된다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 상기 복수의 광 터널들의 굴절률은 상기 굴절층의 굴절률보다 높은 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 상기 제1 기판은 금속을 포함한다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 상기 복수의 광 터널들은 투명 전도성 산화물을 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 광을 출력하는 표시장치의 전반적인 두께가 감소될 수 있다. 그 결과, 커브드 및 플렉서블 표시장치에 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 표시장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 표시장치의 분해도이다.
도 3은 도 2에 도시된 표시패널의 화소 구조를 보여주는 단면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 광 가이드 층을 보여주는 평면도이다.
도 5는 도 2에 도시된 제1 편광층을 보여주는 평면도이다.
도 6 및 도 7은 도 4에 도시된 광 가이드 층에 포함된 코어층 및 투과층을 보여주는 단면도이다.
도 8a 내지 도 8i는 본 발명의 실시 예에 따른 표시장치의 제조 순서를 보여주는 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 표시장치의 분해도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 위하여 실제보다 확대 또는 축소하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들 의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 표시장치의 사시도이다. 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 표시장치의 분해도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 표시장치(DD)는 텔레비전 또는 외부 광고판과 같은 대형 전자 장비를 비롯하여, 퍼스널 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 자동차 네이게이션 유닛, 카메라와 같은 중소형 전자 장비 등에 사용될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 표시장치(DD)는 태블릿 PC, 스마트폰, PDA(Personal Digital Assistant), PMP(Portable Multimedia Player), 게임기, 손목 시계형 전자 기기 등을 포함할 수 있다. 이것들은 단지 실시 예로 제시된 것들로서, 본 발명의 개념에서 벗어나지 않은 이상 다른 전자 기기에도 채용될 수 있다.
도 1에 도시된 것과 같이, 표시장치(DD)는 표시면 상에서 구분되는 복수의 영역들을 포함한다. 표시장치(DD)는 영상(IM)이 표시되는 표시 영역(DA), 표시 영역(DA)에 인접한 비표시 영역(NDA)을 포함한다. 일 예로, 표시 영역(DA)은 사각 형상일 수 있다. 비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DA)을 둘러싼다. 또한, 도시되지 않았지만, 표시장치(DD)는 플렉서블(Flexible)한 형상을 포함할 수 있다. 일 예로, 표시장치(DD)는 일 방향을 따라 커브된 형상을 가질 수 있다.
자세하게, 도 2를 참조하면, 표시장치(DD)는 커버 부재(110), 수용 부재(120), 표시패널(200), 및 광원(300)을 포함한다.
커버 부재(110)는 표시패널(200) 상부에 배치될 수 있다. 커버 부재(110)는 표시패널(200)이 제공하는 영상을 투과시키는 표시 영역(DA)과 표시 영역(DA)에 인접한 비표시 영역(NDA)을 포함한다. 도시되지 않았지만, 커버 부재(110)는 표시 영역(DA)을 통해, 외부로 영상을 투과시키는 윈도우 부재를 포함할 수 있다.
수용 부재(120)는 표시패널(200) 및 광원(300)을 수용하며, 커버 부재(110)와 결합될 수 있다.
표시패널(200)은 제1 표시기판(DS1), 제2 표시기판(DS2), 및 액정층(LCL)을 포함한다. 실시 예에 따르면, 본 발명에 따른 표시장치(DD)는 투과형 표시장치일 수 있다. 따라서, 표시패널(200)은 액정표시패널(liquid crystal display panel), 전기영동 표시패널(electrophoretic display panel), 또는 전기습윤 표시패널(electrowetting display panel) 등 일 수 있다. 이하에서, 본 발명에 따른 표시패널(200)이 액정표시패널로 설명되나, 상술된 바와 같이 다양한 표시패널에 적용될 수 있다.
제1 표시기판(DS1)은 제1 기판(SUB1), 반사층(RP), 광 가이드 층(LGL), 제1 편광층(PL1), 및 화소층(PY)을 포함한다.
실시 예에 따르면, 본 발명의 표시패널(200)은 광을 화소층(PY)에 전달하는 반사층(RP) 및 광 가이드 층(LGL)을 포함할 수 있다. 일반적으로, 반사층(RP) 및 광 가이드 층(LGL)은 광원에 포함되어, 발광 소자로부터 출력된 광을 표시패널로 전달하는 역할을 수행한다.
그러나, 본 발명에 따른 반사층(RP) 및 광 가이드층(LGL)은 광원(300)에 포함되는 것이 아닌, 표시패널(200)에 포함될 수 있다. 그 결과, 광원(300)은 광을 표시패널(200)로 전달하는 별도의 광학 부재를 포함하지 않을 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 광원(300)은 광을 생성하는 발광 소자(LG) 및 발광 소자(LG)가 배치된 인쇄회로기판(PB)을 포함할 수 있다.
자세하게, 표시패널(200)은 최하층에 배치되는 제1 기판(SUB1)을 포함한다. 실시 예에 따르면, 제1 기판(SUB1)은 투명한 재질이나 불투명한 재질 중 어떠한 재질로도 구현될 수 있다.
일 예로, 제1 기판(SUB1)은 투명한 재질의 유리기판, 플라스틱 기판, 또는 실리콘 기판으로 구현될 수 있다.
일 예로, 제1 기판(SUB1)은 불투명한 재질의 금속(Metal)으로 구현될 수 있다. 이 경우, 광원(300)으로부터 출력된 광은 제1 기판(SUB1)의 상부로 전달될 수 있다. 즉, 제1 기판(SUB1)의 재질에 상관없이, 광이 화소층(PY)에 전달될 수 있다.
이를 위해, 본 발명에 따른 광원(300)은 표시패널(200)의 측면으로 광을 출력하는 엣지 형으로 구현될 수 있다. 발광 소자들(LG)로부터 생성된 광은 제1 기판(SUB1) 상부에 배치된 광 가이드 층(LGL)의 측면을 통해 전달될 수 있다.
또한, 제1 기 판(SUB1)이 금속(Metal)으로 구현될 경우, 반사층(RP)이 생략될 수 있다. 즉, 금속으로 구현된 제1 기판(SUB1)이 반사층(RP)의 역할을 수행할 수 있다.
또한, 제1 기판(SUB1)은 플렉서블(Flexible)한 성질을 가질 수 있다. 예시적으로, 제1 기판(SUB1) 및 제2 기판(SUB2)이 플렉서블한 성질을 가짐에 따라, 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2) 중 어느 하나의 일 방향을 따라 표시장치(DD)가 커브드될 수 있다.
반사층(RP)은 제1 기판(SUB1) 상부에 배치될 수 있다. 반사층(RP)은 광 가이드 층(LGL)으로부터 전달된 광을 화소층(PY)으로 다시 반사시킨다.
광 가이드 층(LGL)은 반사층(RP) 상부에 배치될 수 있다. 실시 예에 따르면, 광 가이드 층(LGL)은 복수의 광 터널들을 포함할 수 있다. 복수의 광 터널들은 반사층(RP) 상에 배치되어, 광원(300)으로 출력된 광을 제1 편광층(PL1)으로 전달할 수 있다. 예시적으로, 광 가이드 층(LGL)에 포함된 복수의 광 터널들은 광섬유(Optical fiber)와 같은 구조를 통해, 광을 외부로 전달할 수 있다. 가이드 층(LGL)에 대한 설명은 도 3 및 도 4를 통해 자세히 설명된다.
제1 편광층(PL1)은 광 가이드 층(LGL) 상부에 배치되어, 광 가이드 층(LGL)으로부터 전달된 광을 화소층(PY)으로 전달한다. 이 경우, 제1 편광층(PL1)은 광 가이드 층(LGL)으로부터 입사된 광을 편광시킬 수 있다. 실시 예에 따르면, 제1 편광층(PL1)은 광 가이드 층(LGL)으로부터 입사된 광을 편광시키는 복수의 격자패턴들을 포함하는 와이어 그리드 편광자(Wire Grid Polarizer)로 구현될 수 있다. 제1 편광층(PL1)을 통해 편광된 광은 화소층(PY)으로 전달될 수 있다. 제1 편광층(PL1)에 대해서는 도 5를 통해 자세히 설명된다.
화소층(PY)은 제1 편광층(PL1) 상부에 배치될 수 있다. 도시되지 않았지만, 화소층(PY)은 표시영역(DA)에 대응하도록 배치된 복수의 화소들 및 화소들 각각에 연결된 복수의 신호 라인들을 포함할 수 있다. 신호 라인들은 제2 방향(DR2)으로 연장되고 제1 방향(DR1)으로 배열된 복수의 게이트 라인들을 포함한다. 또한, 신호 라인들은 제1 방향(DR1)으로 연장되고 제2 방향(DR2)으로 배열된 복수의 데이터 라인들을 포함할 수 있다. 게이트 라인들과 데이터 라인들은 각각 절연 교차한다.
화소들은 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)에 의해 정의되는 매트릭스 형상(matrix shape)으로 배열된다. 화소들은 게이트 라인들 중 대응되는 게이트 라인 및 데이터 라인들 중 대응되는 데이터 라인에 각각 연결된다. 화소들은 대응되는 게이트 라인 및 대응되는 데이터 라인으로부터 전기적 신호를 수신하여 영상을 생성한다.
또한, 화소들 각각은 적어도 하나의 박막 트랜지스터(Thin Film Ttransistor) 및 표시소자를 포함한다. 실시 예에 따르면, 표시소자는 액정 캐패시터일 수 있다. 그 결과, 본 발명에 따른 표시패널(200)은 액정표시패널로 구현될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 표시패널(200)은 VA(Vertical Alignment)모드, PVA(Patterned Vertical Alignment) 모드, IPS(in-plane switching) 모드 또는 FFS(fringe-field switching) 모드, 및 PLS(Plane to Line Switching) 모드 중 어느 하나의 패널일 수 있다. 즉, 본 발명의 표시패널(200)은 특정한 모드의 패널로 제한되지 않는다.
제2 표시기판(DS2)은 제2 기판(SUB) 및 제2 편광층(PL2)을 포함한다.
제2 기판(SUB2)은 화소층(PY) 상부에 배치될 수 있다. 제2 기판(SUB)은 유리 기판, 플라스틱 기판, 실리콘 기판 등과 같은 투명한 기판일 수 있다.
제2 편광층(PL2)은 화소층(PY) 상부에 배치될 수 있다. 제2 편광층(PL2)은 화소층(PY)으로부터 출력된 영상을 편광시킨다. 그 결과, 제2 편광층(PL2)을 통해 편광된 영상이 표시 영역(DA)에 표시될 수 있다.
광원(300)은 복수의 발광소자들(LG) 및 복수의 발광소자들(LG)이 배치되는 인쇄회로기판(PB)을 포함한다.
상술된 바에 따르면, 표시패널(200)이 반사층(RP) 및 광 가이드 층(LGL)을 포함함에 따라, 본 발명에 따른 엣지 형 광원(300)은 별도의 도광체 및 광학필름을 포함하지 않는다. 예를 들어, 광학필름은 확산시트 및 프리즘시트 등을 포함할 수 있다. 이러한 광학필름의 광학 부재는 본 발명의 광 가이드 층(LGL)을 통해 구현될 수 있다. 그 결과, 표시장치(DD)의 두께가 전반적으로 얇아질 수 있다.
도 3은 도 2에 도시된 표시패널의 화소 구조를 보여주는 단면도이다. 도 4는 도 2에 도시된 광 가이드 층을 보여주는 평면도이다. 도 5는 도 2에 도시된 제1 편광층을 보여주는 평면도이다.
특히, 일 예로, 도 3에 도시된 표시패널(200)은 화소층(PY)에 포함된 화소의 구성이 PLS 모드인 것으로 도시하였으나, 화소의 구성은 이에 한정되지 않는다.
도 3을 참조하면, 제1 표시기판(DS1)은 제1 기판(SUB1), 반사층(RP), 광 가이드 층(LGL), 제1 편광층(PL1), 및 화소층(PY)을 포함한다.
제1 기판(SUB1) 상부에 반사층(RP)이 배치된다. 반사층(RP) 상부에는 광 가이드 층(LGL)이 배치된다. 광 가이드 층(LGL)은 반사층(RP) 상에 배치된 복수의 광 터널들(CO) 및 복수의 광 터널들(CO)을 커버하는 굴절층(CLD)을 포함한다.
실시 예에 따르면, 굴절층(CLD)은 투명한 유기 절연막을 포함할 수 있다.
자세하게, 도 4를 참조하면, 복수의 광 터널들(CO)은 서로 소정 간격 이격되어 반사층(RP) 상에 배치될 수 있다. 그러나, 복수의 광 터널들(CO)이 반사층(RP) 상에 배열되는 구조는 다양하게 변형 가능하다. 복수의 광 터널들(CO)은 제1 방향(DR1)으로 연장되며, 소정 간격을 두고 제2 방향(DR2)으로 배열될 수 있다. 한편, 복수의 광 터널들(CO)이 반원 형상으로 반사층(RP) 상에 배치된 것으로 도시됐지만, 복수의 광 터널들(CO)의 형상은 다양하게 구현될 수 있다.
일 예로, 복수의 광 터널들(CO)은 투명한 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide)일 수 있다. 일 예로, 복수의 광 터널들(CO)은 투명한 인듐 아연 산화물(Indium Zinc Oxide)일 수 있다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않으며, 복수의 광 터널들(CO)은 광을 유도하는 다양한 소재로 구현될 수 있다.
복수의 광 터널들(CO) 상에는 투명한 굴절층(CLD)이 배치될 수 있다. 굴절층(CLD)은 복수의 광 터널들(CO)을 커버하도록 반사층(RP) 상에 배치될 수 있다. 예시적으로, 굴절층(CLD)은 투명한 유기 굴절층일 수 있다. 마찬가지로, 굴절층(CLD)은 유기 굴절층으로 한정되지 않으며, 다양한 소재로 구현될 수 있다.
실시 예에 따르면, 복수의 광 터널들(CO)의 굴절률은 굴절층(CLD)의 굴절률보다 높을 수 있다. 여기서, 복수의 광 터널들(CO)의 굴절률을 제1 굴절률이라 가정하고, 굴절층(CLD)의 굴절률을 제2 굴절률이라 가정한다. 광이(LIGHT)이 복수의 광 터널들(CO)의 입사면(IU)을 통해 입사될 경우, 제1 굴절률이 제2 굴절률보다 높음에 따라 복수의 광 터널들(CO) 및 굴절층(CLD) 간의 경계면에서 전반사가 일어날 수 있다.
그 결과, 복수의 광 터널들(CO)의 입사면(IU) 통해 입사된 광(LIGHT)은 굴절층(CLD)과의 전반사를 통해, 제1 방향(DR1)을 따라 유도될 수 있다. 또한, 복수의 광 터널들(CO)이 균일한 간격을 통해 반사층(RP) 상에 배열됨에 따라, 표시 영역(DA)의 전 영역에 균일하게 광을 전달할 수 있다.
다시 도 3 및 도 5를 참조하면, 굴절층(CLD) 상에 제1 편광층(PL1)이 배치된다. 제1 편광층(PL1)은 복수의 격자패턴들(WG) 및 제1 절연층(10)을 포함할 수 있다. 복수의 격자패턴들(WG)은 굴절층(CLD) 상에 소정 간격 이격되어 배치될 수 있다. 제1 절연층(10)은 복수의 격자패턴들(WG)을 커버하도록 굴절층(CLD) 상에 배치될 수 있다.
복수의 격자패턴들(WG)은 광 가이드 층(LGL)으로부터 입사된 광이 편광 방향과 평행할 경우, 광을 투과시킨다. 이와 반대로, 복수의 격자패턴들(WG)은 광 가이드 층(LGL)으로부터 입사된 광이 편광 방향과 평행하지 않을 경우, 광을 반사시킨다.
실시 예에 따르면, 복수의 격자패턴들(WG) 각각은 소정의 높이를 가질 수 있다. 복수의 격자패턴들(WG)은 서로 동일한 높이를 갖거나, 서로 다른 높이를 가질 수 있다. 예시적으로, 복수의 격자패턴들(WG)의 높이는 50 ㎚ 내지 150 ㎚일 수 있다.
한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 복수의 격자패턴들(WG)이 직사각형의 형상으로 예시적으로 도시되었다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않으며, 복수의 격자패턴들(WG)의 단면은 정사각형 또는 사다리꼴 등으로 변형될 수 있다.
화소층(PY)은 복수의 화소들 및 제2 내지 제4 절연층을 포함할 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 각 화소(PXij)는 박막 트랜지스터(TFT), 공통전극(CE), 및 화소전극(PE)을 포함한다.
박막 트랜지스터(TFT)의 게이트 전극(GE)이 제1 절연층(10) 상부에 배치된다. 도시되지 않았지만, 게이트 전극(GE)은 게이트 라인으로부터 분기될 수 있다. 즉, 게이트 전극(GE)은 게이트 라인과 동일한 물질로 구성되고, 동일한 층 구조를 가질 수 있다. 게이트 전극(GE)은 구리(Cu), 알루미늄(Al), 이들의 합금, 또는 각각의 합금을 포함한다.
제1 절연층(10) 상에 게이트 전극(GE)을 커버하는 제2 절연층(20)이 배치된다. 제2 절연층(20)은 유기물 또는 무기물을 포함한다. 제2 절연층(20)은 다층구조를 가질 수 있다.
제2 절연층(20) 상에 게이트 전극(GE)과 중첩하는 반도체층(AL)이 배치된다. 한편, 제2 절연층(20) 상에는 미 도시된 오믹 컨택층이 더 배치될 수 있다. 제2 절연층(20) 상에 박막 트랜지스터(TFT)의 소오스 전극(SE)이 분기된다. 도시되지 않았지만, 소오스 전극(SE)은 데이터 라인으로부터 분기될 수 있다. 즉, 소오스 전극(SE)은 데이터 라인과 동일한 물질로 구성되고, 동일한 층 구조를 가질 수 있다.
제2 절연층(20) 상에 소오스 전극(SE)과 이격되어 배치된 드레인 전극(DE)이 배치된다. 소오스 전극(SE)과 드레인 전극(DE)은 반도체층(AL)에 각각 중첩한다.
제2 절연층(20) 상에 소오스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)을 커버하는 제3 절연층(30)이 배치된다. 제3 절연층(30)은 평탄면을 제공한다. 제3 절연층(30) 상에 공통전극(CE)이 배치된다. 한편, 다른 실시 예에 따르면, 공통전극(CE)은 화소(PXij)의 동작 모드에 따라 제2 기판(SUB2) 상에 배치될 수도 있다.
제3 절연층(30) 상에 공통전극(CE)을 커버하는 제4 절연층(40)이 배치된다. 제4 절연층(40) 상에 공통전극(CE)에 중첩하는 화소전극(PE)이 배치된다. 화소전극(PE)은 제3 절연층(30) 및 제4 절연층(40)을 관통하는 관통홀(CH)을 통해 드레인 전극(DE)에 연결된다. 제4 절연층(40) 상에는 화소전극(PE)을 보호하는 보호층(미 도시) 및 배향층(미 도시)이 더 배치될 수 있다.
박막 트랜지스터(TFT)는 게이트 라인에 인가된 게이트 신호에 응답하여 데이터 라인에 인가된 데이터 전압을 출력한다. 공통전극(CE)은 공통전압을 수신하고, 화소전극(PE)은 데이터 전압에 대응하는 화소전압을 수신한다. 공통전극(CE)과 화소전극(PE)은 횡전계를 형성한다. 횡전계에 의해 액정층(LCL)에 포함된 방향자들의 배열이 변화된다.
제2 표시기판(DS2)은 제2 기판(SUB2) 및 제2 편광층(PL2)을 포함한다.
제2 기판(SUB2)은 베이스 기판(BS), 블랙 매트릭스(BM), 및 컬러필터(CF)를 포함한다. 베이스 기판(BS)의 하부에 블랙 매트릭스(BM) 및 컬러필터(CF)가 배치될 수 있다. 컬러필터(CF)는 적어도 투과영역(TA)에 중첩하게 배치된다. 컬러필터(CF)는 평면 상에서 투과영역(TA)을 커버하며, 차광영역(LSA)에도 일부 중첩할 수 있다. 컬러필터(CF)는 레드, 그린, 또는 블루 컬러를 가질 수 있다.
블랙 매트릭스(BM)는 차광영역(LSA)에 중첩하게 배치된다. 실질적으로 차광영역(LSA)은 블랙 매트릭스(BM)가 배치된 영역으로, 투과영역(TA)은 블랙 매트릭스(BM)가 배치되지 않은 영역으로 정의될 수 있다.
블랙 매트릭스(BM)의 형상에 따라 차광영역(LSA)의 범위는 변경될 수 있다.
제2 편광층(PL2)은 제2 기판(SUB2) 상부에 배치된다. 즉, 제1 편광층(PL1)과 제2 편광층(PL2)은 화소(PXij)를 사이에 두고 이격되어 배치된다. 제1 편광층(PL1)및 제2 편광층(PL2) 각각은 입사되는 광을 편광시킬 수 있다.
도 6 및 도 7은 도 4에 도시된 광 가이드 층에 포함된 코어층 및 투과층을 보여주는 단면도이다.
자세하게, 도 6은 도 4에 도시된 I-I'를 따라 절단된 단면도이며, 도 7은 도 4에 도시된 II-II'를 따라 절단된 단면도이다.
도 4 및 도 6을 참조하면, 광원(300, 도2 참조)으로부터 출력된 광(LIGHT)은 광 터널(CO)의 입사면(IU)을 통해 광 터널(CO)의 내부로 전달된다. 이 경우, 광 터널(CO)의 굴절률이 굴절층(CLD)의 굴절률보다 높음에 따라, 광 터널(CO) 및 굴절층(CLD)의 경계면에서 전반사가 일어날 수 있다.
즉, 광 터널(CO)의 입사면(IU)을 통해 전달된 광 중 일부 광(L1)은 굴절층(CLD)을 통해 화소층(PY, 도2 참조)으로 전달될 수 있으며, 일부 광(L2)은 광 터널(CO) 및 굴절층(CLD)의 경계면에서 광 터널(CO)의 내부로 반사될 수 있다.
또한, 광 터널(CO) 및 굴절층(CLD)의 경계면에서 반사된 광(L2)은, 광 터널(CO)의 하부에 배치된 반사층(RP)에 의해 광 터널(CO) 및 굴절층(CLD)의 경계면으로 다시 반사된다. 그 결과, 광 터널(CO)의 입사면(IU)을 통해 수신된 광이 제1 방향(DR1)을 따라 유도될 수 있다.
또한, 도 7을 참조하면, 반사층(RP) 상에 복수의 광 터널들(CO)이 소정 간격을 두고 배열됨에 따라, 단일 도광체보다 화소층(PY) 영역에 걸쳐 균일한 광이 전달될 수 있다.
자세하게, 반사층(RP) 상에 복수의 광 터널들(CO)이 배열됨에 따라, 복수의 광 터널들(CO) 각각을 통해 광이 출력될 수 있다. 이 경우, 복수의 광 터널들(CO) 각각을 통해 출력된 광은 다른 광 터널에 입사되어 산란될 수 있다.
예시적으로, 제2 광 터널(CO2)을 통과한 광이 제1 광 터널(CO1)의 표면에 도달할 경우, 제1 영역(A)에서와 같이 산란이 일어날 수 있다. 마찬가지로, 제1 광 터널(CO1)을 통과한 광이 제2 광 터널(CO2)의 표면에 도달할 경우, 제2 영역(B)에서와 같이 산란이 일어날 수 있다.
즉, 어느 하나의 광 터널을 통해 출력된 광이 다른 광 터널에 의해 산란됨에 따라, 다양한 방향으로 광이 전달될 수 있다. 그 결과, 굴절층(CLD)의 전 영역을 통해 균일한 광이 전달됨에 따라, 화소층(PY)의 전 영역에 전반적으로 균일한 광이 전달될 수 있다.
도 8a 내지 도 8i는 본 발명의 실시 예에 따른 표시패널의 제조 순서를 보여주는 도면이다.
도 8a를 참조하면, 제1 기판(SUB1)이 준비되고, 제1 기판(SUB1) 상에 반사층(RP)이 배치된다.
도 8b 및 도 8c를 참조하면, 반사층(RP) 상에 광 가이드 층(LGL)이 형성될 수 있다. 먼저, 반사층(RP) 상부에는 투명한 복수의 광 터널들(CO)이 형성된다. 이 경우, 복수의 광 터널들(CO)은 서로 소정의 간격을 두고 반사층(RP) 상에 형성될 수 있다. 또한, 굴절층(CLD)이 복수의 광 터널들(CO)을 커버하도록 반사층(RP) 상에 배치될 수 있다. 여기서, 굴절층(CLD)은 투명한 유기 굴절층일 수 있다.
도 8d 및 도 8e를 참조하면, 제1 편광층(PL1)이 굴절층(CLD) 상에 형성될 수 있다. 자세하게, 복수의 격자패턴들(WG)이 소정 간격을 두고 굴절층(CLD) 상에 형성될 수 있다. 또한, 제1 절연층(10)이 복수의 격자패턴들(WG)을 커버하도록 굴절층(CLD) 상에 배치될 수 있다.
도 8f를 참조하면, 제1 절연층(10) 상에 화소층(PY)이 형성될 수 있다. 즉, 제1 절연층(10) 상에 화소층(PY)에 해당하는 화소(PXij) 패턴, 공통 전극(CE), 및 화소 전극(PE)이 패터닝된다.
도 8g를 참조하면, 제2 기판(SUB2)이 제공된다. 베이스 기판(BS) 상에 컬러 필터(CF) 및 블랙 매트릭스(BM)가 패터닝될 수 있다. 베이스 기판(BS)은 제1 기판(SUB1)과 대향하도록 배치된다.
도 8h를 참조하면, 제1 기판(SUB1) 및 제2 기판(SUB2)이 결합되는 단계를 가질 수 있다. 이 후, 화소층(PY) 사이에 액정이 주입됨으로써, 액정층(LCL)이 형성될 수 있다.
도 8i를 참조하면, 제2 기판(SUB2) 상에 제2 편광층(PL2)이 형성된다. 제1 편과층(PL1) 및 제2 편광층(PL2)은 화소(PXij) 패턴을 사이에 두고, 서로 대향할 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 표시장치의 분해도이다.
도 9를 참조하면, 표시장치(DD2)는 도 2에 도시된 표시장치(DD)와 비교하여, 모든 구성 및 구조가 동일할 수 있다. 즉, 도 9에 도시된 본 발명의 실시 예에 따른 표시장치(DD2)는 플렉서블한 특성을 가질 수 있다. 그 결과, 제1 표시기판(DS1), 표시패널(200), 및 제2 표시기판(DS2)은 제1 방향(DR1)을 따라 휘어질 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 표시장치(DD2)는 광원(300)으로부터 출력된 광을 화소층(PY)으로 전달하는 별도의 광학 부재를 포함하지 않음에 따라, 표시장치(DD2)의 전반적인 두께가 얇아질 수 있다.
일 예로, 표시패널(200)에 포함된 복수의 광 터널들(CO)은 일반적인 광을 전달하는 도광판(Light guide plate)보다 얇은 두께로 반사층(RP) 상에 형성될 수 있다. 일 예로, 표시장치(DD2)는 광원(300)으로부터 출력된 광을 화소층(PY)으로 확산 및 산란하는 별도의 광학 시트가 필요하지 않는다.
이처럼, 표시패널(200)의 두께가 전반적으로 얇아짐에 따라, 표시장치(DD2)의 커브드 특성이 향상될 수 있다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 실시 예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
110: 커버 부재
120: 수용 부재
200: 표시패널
300: 광원

Claims (19)

  1. 광을 생성하는 광원;
    상기 광을 이용하여 영상을 생성하는 표시패널을 포함하고,
    상기 표시패널은,
    제1 기판;
    상기 제1 기판과 이격되어 배치된 제2 기판;
    상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 배치되는 복수의 화소들; 및
    상기 제1 기판 및 상기 복수의 화소들 사이에 배치된 광 가이드 층을 포함하고,
    상기 광 가이드 층은,
    상기 광원으로부터 상기 광을 수신하는 복수의 광 터널들; 및
    상기 복수의 광 터널들을 커버하는 굴절층을 포함하는 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 가이드 층 상에 배치된 제1 편광층; 및
    상기 복수의 화소들을 사이에 두고 상기 제1 편광층과 이격되어 배치된 제2 편광층을 더 포함하고,
    상기 제1 편광층 및 상기 제2 편광층 중 어느 하나의 편광층은 복수의 격자패턴들을 포함하는 표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 편광층 및 상기 제2 편광층 중 상기 복수의 격자패턴들을 포함하는 상기 어느 하나의 편광층은 상기 광 가이드 층 상에 배치되는 표시장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 편광층 및 상기 제2 편광층 중 다른 하나의 편광층은 상기 제2 기판 상에 배치되는 표시장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 기판과 상기 광 가이드 층 사이에 배치된 반사층을 더 포함하는 표시장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 복수의 광 터널들은 상기 반사층 상에서 소정 간격 이격되어 배치되는 표시장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 광 터널들의 굴절률은 상기 굴절층의 굴절률보다 높은 것을 특징으로 하는 표시장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 광 터널들은 투명 전도성 산화물을 포함하는 표시장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 굴절층은 투명 유기 절연층인 것을 특징으로 하는 표시장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 기판은 금속을 포함하는 표시장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원은,
    인쇄회로기판;
    상기 인쇄회로기판에 실장되며, 상기 광 가이드 층의 측면과 마주하는 발광소자를 포함하고, 상기 발광소자는 상기 광 가이드 층의 측면을 통해 상기 광을 출력하는 표시장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 표시패널은 적어도 일 방향을 따라 커브드된 것을 특징으로 하는 표시장치.
  13. 제1 기판을 제공하는 단계;
    상기 제1 기판 상에 광 가이드 층을 형성하는 단계;
    상기 광 가이드 층 상에 복수의 화소들을 형성하는 단계; 및
    제2 기판을 제공하는 단계;
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 결합하는 단계를 포함하고,
    상기 광 가이드 층을 형성하는 단계는,
    상기 기판 상에 복수의 광 터널들을 형성하는 단계; 및
    상기 기판 상에 상기 복수의 광 터널들을 커버하는 굴절층을 형성하는 단계를 포함하는 표시패널의 제조방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 광 가이드 층 상에 제1 편광층을 형성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제1 편광층을 형성하는 단계는,
    상기 굴절층 상에 복수의 격자패턴들을 형성하는 단계; 및
    상기 복수의 격자패턴들을 커버하는 제1 절연층을 형성하는 단계를 포함하는 표시패널의 제조방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 복수의 화소들을 사이에 두고 상기 제1 편광층과 이격된 상기 제2 기판 상에 제2 편광층을 형성하는 단계를 더 포함하는 표시패널의 제조방법.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 제1 기판 상에 반사층을 형성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 반사층은 상기 제1 기판과 상기 광 가이드 층 사이에 배치되는 표시패널의 제조방법.
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 복수의 광 터널들의 굴절률은 상기 굴절층의 굴절률보다 높은 것을 특징으로 하는 표시패널의 제조방법.
  18. 제 13 항에 있어서,
    상기 제1 기판은 금속을 포함하는 표시패널의 제조방법.
  19. 제 13 항에 있어서,
    상기 복수의 광 터널들은 투명 전도성 산화물을 포함하는 표시패널의 제조방법.


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