KR101587641B1 - Filtering device for improving color saturation and color gamut - Google Patents

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이상신
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Abstract

According to an aspect of the present invention, a filtering device with an increased color reproduction rate and an extended color reproduction range is provided. According to an embodiment of the present invention, the filtering device includes: a wave guide which guides light in a guide mode predetermined with respect to incident light; and a grid which is patterned in a two-dimensional, asymmetric, and rectangular model and has the distance of pitch x and y in an x direction and a y direction, which is determined according to a penetrating color. According to the present invention, the color reproduction rate is increased and the color reproduction range is extended by the filtering device having an extended spectrum bandwidth with respect to a given sideband.

Description

색 재현율 및 색 재현범위가 향상된 필터링 장치{FILTERING DEVICE FOR IMPROVING COLOR SATURATION AND COLOR GAMUT}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a filtering device having improved color reproduction rate and color reproduction range,

본 발명은 색 재현율(color saturation) 및 색 재현범위(color gamut)가 향상된 필터링 장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 색 재현율과 색 재현범위를 확장시키는 확장된 스펙트럼 대역폭을 가지는 필터링 장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a filtering apparatus with improved color saturation and color gamut, and more particularly, to a filtering apparatus having an extended spectral bandwidth that extends color gamut and color reproduction range.

컬러 필터는 디스플레이나 이미지 장치, 바이오센서, 태양전지, 능동 컬러 픽셀, 편광 감지기 및 보안 태그 등에서 사용되는 중요한 요소이다. 또한, 컬러 필터는 높은 투과성, 좁은 대역폭, 편광 독립성, 높은 각 허용 범위 및 넓은 스펙트럼 튜닝 범위 면에서 성능을 개선하기 위하여 발전 되어 왔다. 여기서, 가변적인 전환 특성은 입사각도, 마이크로 공학적 구동 및 전기적 광학 효과에 의해서 동적으로 조정될 수 있다. 사각적인 격자 구조를 위한 효율적인 스펙트럼 튜닝은 입사하는 광 편광기의 도움으로 가능해졌다. 최근에 컬러 필터의 장점으로 중심 파장 및 투과성이 주로 고려되었다. 그러나 필터의 컬러 응답을 최적화하기 위하여, 스펙트럼 파장 및 측파대 수준과 같은 스펙트럼 응답의 특징들이 주의 깊게 고려되어야 한다. 디스플레이 및 이미지 영역의 실용적인 적용의 측면에서 컬러 필터는 색 재현율 및 색 재현범위가 주요 파라미터로 평가되어야 한다. 색 재현율(color saturation)은 시각적 인지에 기여하는 것으로 알려져 있고, 인지되는 휘도와는 상관없이 무색 감각(achromatic sensation)과 구별되는 컬러 감각의 정도를 나타내는 것이다. 색 재현율은 비색 분석(colorimetric analysis)의 여기 순도(excitation purity) 측면에서 정량적으로 측정되며, 색 재현범위(color gamut)는 장치나 시스템에서 재생될 수 있는 컬러의 범위를 뜻한다. 색 재현율 및 색 재현범위는 확장되는 것이 바람직하며, 이는 물체의 자연적인 컬러의 모방을 가능하게 한다. 하지만, 최근까지 공진 격자 기반의 가시 필터를 통하여 색 재현율 또는 색 재현범위를 향상시키려는 시도는 아직 없었다.Color filters are an important element used in displays, imaging devices, biosensors, solar cells, active color pixels, polarization detectors, and security tags. Color filters have also been developed to improve performance in terms of high transmittance, narrow bandwidth, polarization independence, high angle tolerance and wide spectrum tuning range. Here, the variable conversion characteristic can be dynamically adjusted by the incident angle, the micro-engineering drive and the electric optical effect. Efficient spectral tuning for a square grating structure is made possible with the aid of an incident light polarizer. Recently, central wavelength and transmissivity are mainly considered as advantages of color filters. However, in order to optimize the color response of the filter, the characteristics of the spectral response such as spectral wavelength and sideband levels must be carefully considered. In view of the practical application of the display and image areas, the color gamut and the color gamut must be evaluated as the main parameters of the color filter. Color saturation is known to contribute to visual perception and is indicative of the degree of color sensibility distinct from achromatic sensation, regardless of perceived brightness. The color gamut is quantitatively measured in terms of excitation purity of a colorimetric analysis, and a color gamut is a range of colors that can be reproduced in a device or system. The color reproduction rate and color reproduction range are preferably extended, which enables the imitation of the natural color of the object. However, until recently, no attempt has been made to improve the color reproduction rate or the color reproduction range through the visible filter based on the resonance lattice.

본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-0552279호(2006. 02. 08 등록, 컬러 필터 기판)에 게시되어 있다.The background art of the present invention is disclosed in Korean Registered Patent No. 10-0552279 (registered on Mar. 02, 2008, Color Filter Substrate).

본 발명은 색 재현율 및 색 재현범위가 향상된 필터링 장치를 제공한다.The present invention provides a filtering device with improved color reproduction rate and color reproduction range.

본 발명은 주어진 측파대에 대하여, 색 재현율을 향상시키고 색 재현범위를 증대시키는 확장된 스펙트럼 대역폭을 가지는 필터링 장치를 제공한다.The present invention provides a filtering device with an extended spectrum bandwidth that improves the color gamut and increases the color gamut for a given sideband.

본 발명의 이외의 목적들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다. Other objects of the present invention will become readily apparent from the following description.

본 발명의 일측면에 따르면, 색 재현율 및 색 재현범위가 향상된 필터링 장치가 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a filtering apparatus with improved color reproduction rate and color reproduction range.

본 발명의 실시예에 따른 필터링 장치는 입사되는 광에 대해 미리 설정된 가이드 모드로 광을 가이드 하는 도파관 및 2 차원의 비대칭 사각형 모형으로 패턴화 되고, x 방향과 y 방향에 따라 피치 x 및 y의 거리를 가지되, 상기 피치 x 및 y의 거리는 투과되는 컬러에 따라 정해지는 격자를 포함한다.The filtering apparatus according to an embodiment of the present invention is patterned into a waveguide and a two-dimensional asymmetric rectangular pattern guiding light in a guide mode set in advance with respect to incident light, and the distance between the pitches x and y in the x- and y- , And the distances of the pitches x and y include a grating determined according to the transmitted color.

본 발명에 따르면, 주어진 측파대에 대하여, 확장된 스펙트럼 대역폭을 가지는 필터링 장치를 통하여 색 재현율을 향상시키고 색 재현범위를 증대시킬 수 있다.
According to the present invention, for a given sideband, a color reproduction rate can be improved and a color reproduction range can be increased through a filtering device having an extended spectrum bandwidth.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필터링 장치의 개략적인 구조도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 필터링 장치의 투과 특성을 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 필터링 장치의 색도 다이어그램에서 색도 좌표의 결과를 설명하기 위한 도면.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 필터링 장치에서 주어진 측파대에 대하여 다양한 중심 파장의 변화에 따른 색도 좌표의 변화를 설명하기 위한 도면들.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러들의 여기순도 및 주파장에서 3 dB 대역폭()의 변화의 영향을 설명하기 위한 도면들.
도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 피복층의 두께에 따라 달라지는 3 dB 대역폭 및 중심파장의 이동을 설명하기 위한 도면들.
도 10 내지 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 서로 다른 필터링 장치의 전환 특성을 설명하기 위한 도면들.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 점선 및 실선 각각에 의해 연결되는 다른 편광의 필터 BG-1, BR-1 및 GR-1 과 BG-2, BR-2 및 GR-2의 색도 좌표를 설명하기 위한 도면.
1 is a schematic structural view of a filtering apparatus according to a preferred embodiment of the present invention;
2 is a view for explaining transmission characteristics of a filtering device according to an embodiment of the present invention;
3 is a view for explaining a result of chromaticity coordinates in a chromaticity diagram of a filtering apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 4 and 5 are diagrams for explaining a change in chromaticity coordinates according to various center wavelengths with respect to a given sideband in a filtering apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG.
FIGS. 6 and 7 are diagrams for explaining the effect of a change in the excitation purity of colors and the 3 dB bandwidth at the dominant wavelength, according to an embodiment of the present invention. FIG.
FIGS. 8 and 9 are views for explaining a 3 dB bandwidth and a center wavelength shift depending on a thickness of a coating layer according to an embodiment of the present invention. FIG.
10 to 12 are views for explaining switching characteristics of different filtering apparatuses according to an embodiment of the present invention.
13 shows chromaticity coordinates of filters BG-1, BR-1 and GR-1 and BG-2, BR-2 and GR-2 of different polarizations connected by broken lines and solid lines respectively according to an embodiment of the present invention FIG.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Also, when a part is referred to as "including " an element, it is to be understood that it may include other elements as well, without departing from the other elements unless specifically stated otherwise.

이하, 첨부된 도면을 참고하여, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명한다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 필터링 장치의 개략적인 구조도이다.1 is a schematic structural view of a filtering apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 필터링 장치(100)는 격자(110) 및 도파관(120)을 포함한다. Referring to FIG. 1, a filtering apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes a grating 110 and a waveguide 120.

격자(110)는 2 차원의 비대칭 사각형 모형으로 패턴화 되고, x 방향과 y 방향에 따라 피치 ∧x 및 ∧y의 거리를 가지되, 상기 피치 ∧x 및 ∧y의 거리는 투과되는 컬러에 따라 정해질 수 있다. 격자(110)는 금속, 예를 들면, 알루미늄(Al) 필름으로 만들어질 수 있다. 격자(110)는 도파관(120)과 결합될 수 있다.The grating 110 is patterned into a two-dimensional asymmetric rectangular pattern and has distances of pitches x and y according to the x direction and the y direction, and the distances of the pitches x and y are determined according to the transmitted color. . The grating 110 may be made of a metal, for example, an aluminum (Al) film. The grating 110 may be coupled to the waveguide 120.

도파관(120)은 입사되는 광에 대해 미리 설정된 가이드 모드로 광을 가이드 한다. 도파관(120)은 SiO2 피복층 (n=1.457)(122), Si3N4 코어(n = 2.023)(124) 및 석영 기판(126) 을 포함할 수 있다. The waveguide 120 guides the light to the guide mode in a predetermined guide mode. The waveguide 120 may include a SiO 2 coating layer (n = 1.457) 122, a Si 3 N 4 core (n = 2.023) 124 and a quartz substrate 126.

필터링 장치(100)는 도파관(120)의 가이드 모드와 격자에 의해 발생되는 회절 광 사이에 도파 모드 공진(GMR; Guided-mode resonance)을 기초로 운영된다. 필터링 장치(100)는 각각 3 dB 대역폭 (△ω)을 가지고 2개의 광 편광 Lx 및 Ly에 의존되는 그린과 레드에 대응하는 투과 피크들을 나타낼 수 있다. 투과된 컬러 출력을 위한 CIE 1931 색도 다이어그램에서의 색도 좌표는 x 축 방향으로 전계의 정렬과 대응되는 편광각 에 의해 결정된다. The filtering apparatus 100 is operated based on guided-mode resonance (GMR) between the guiding mode of the waveguide 120 and the diffracted light generated by the grating. Filtering device 100 may each have transmission peaks corresponding to green and red depending on two optical polarization Lx and Ly with a 3 dB bandwidth ([Delta] [omega]). The chromaticity coordinates in the CIE 1931 chromaticity diagram for the transmitted color output are determined by the polarization angle corresponding to the alignment of the electric field in the x-axis direction.

색 재현율은 색도 다이어그램의 바깥 쪽 경계와, 백색 점(White point) 사이의 떨어진 거리에 의존하는 여기 순도 측면에서 정량적으로 측정되며, 공진 피크의 △ω에 따라 달라진다.The color recall ratio is quantitatively measured in terms of excitation purity depending on the distance between the outer boundary of the chromaticity diagram and the white point, and depends on the resonance peak Δω.

색 재현범위는 광 편광의 변화가 제안된 이중 대역 필터의 컬러 출력을 바꾼다는 점을 고려하여 볼 때, 장치로부터 이용 가능한 컬러의 범위로 정의될 수 있다. 그리고 이것은 편광각들이 θ= 0 및 90°를 위한 점에 상응하여 색도 다이어그램 위에 분리된 좌표들에 따라 달라진다. 색도 좌표가 크게 분리되면 더욱 색 재현범위가 크게 되며, 그 역도 같다.The color reproduction range can be defined as the range of colors available from the device, in view of the fact that the change in optical polarization changes the color output of the proposed dual band filter. And this depends on the separated coordinates on the chromaticity diagram corresponding to the points for the &thetas; = 0 and 90 DEG polarization angles. If the chromaticity coordinates are largely separated, the color reproduction range becomes larger, and vice versa.

필터링 장치(100)는 단일 대역 또는 이중 대역 컬러 필터일 수 있다.The filtering device 100 may be a single band or a dual band color filter.

필터링 장치(100)는 예를 들면, 피치 ∧x = 355 ㎚ 및 ∧y = 395 ㎚ 를 가지는 금속 격자(110), Si3N4에서 100 ㎚ 두께의 코어(124) 및 100 ㎚ 두께의 SiO2 피복층(122)을 가지는 평면 도파관(120)을 포함할 수 있다.
The filtering device 100 may include, for example, a metal lattice 110 having a pitch x = 355 nm and a y = 395 nm, a 100 nm thick core 124 in Si 3 N 4 , and a 100 nm thick SiO 2 And may include a planar waveguide 120 having a covering layer 122.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 필터링 장치의 투과 특성을 설명하기 위한 도면이다.2 is a view for explaining transmission characteristics of a filtering device according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 필터링 장치(100)에 대해 유한 차분 시간 영역(FDTD; finite difference time domain) 방법을 통하여 서로 다른 입사 편광 각 Θ=0°, 45°및 90°에 대한 투과 특성을 알아본다.2, transmission characteristics for different incident polarization angles Θ = 0 °, 45 °, and 90 ° are examined through a finite difference time domain (FDTD) method for the filtering apparatus 100 .

격자(110)는 격자 피치에 대한 금속 패턴의 너비(width) 비율로 정의되는 격자 충전 비율이 가시광 스펙트럼(visible spectrum) 영역에서 투과율 측면에서 0.7 로 정해졌다. 측정된 전환 곡선은 도 2에서, λ= 558 및 612 ㎚ 에서 Lx (Θ=0°) 및 Ly (Θ=90°) 편광을 위한 제 1차 공진 피크는 거의 85%의 투과도가 관찰되며, Θ=45°에서 투과도는 먼저 2개의 평균값 정도 된다. 그 이유는 다음과 같을 수 있다. x 축에 각도 Θ에서 정렬된 전계(E)와 함께 광이 입사된 경우, 출력되는 파워는 TΘ(λ)E2와 비례한다. 여기서, TΘ(λ)는 입사광의 편광각도 Θ를 위한 투과도이다. 또한 입사광의 전계(E)는 2 개의 요소, x 축 및 y 축에 따른 E cosΘ 및 E sinΘ 로 표현된다. x축 및 y축을 따라 편광된 광을 위한 투과도 Tx(λ) 및 Ty(λ)는 제1 또는 제2 요소에 기인하는 투과된 파워는 각각 Tx(λ)E2cos2 및 Ty(λ)E2sin2에 비례한다. 그러므로, 전체적인 출력은 E2[Tx(λ)cos2 + Ty(λ)sin2]에 의존한다. 결과적으로, 편각 각도 에서의 투과도는 T(λ) = Tx(λ)cos2 + Ty(λ)sin2로 주어지며, 출력 광의 편광 상태와는 관계가 없다.The grating 110 has a grating filling ratio defined as a ratio of the width of the metal pattern to the grating pitch of 0.7 in terms of transmittance in the visible spectrum region. 2, the first order resonance peaks for Lx (? = 0 °) and Ly (? = 90 °) polarization at? = 558 and 612 nm are observed with a transmission of almost 85% = 45 [deg.], The permeability is firstly about two average values. The reason may be as follows. When light is incident on the x-axis with an electric field E aligned at an angle Θ, the output power is proportional to TΘ (λ) E 2 . Here, T? (?) Is the transmittance for the polarization angle? Of the incident light. The electric field E of the incident light is represented by E cos? And E sin? Along the two elements, the x axis and the y axis. The transmittances T x (λ) and T y (λ) for light polarized along the x and y axes are such that the transmitted power due to the first or second element is T x (λ) E 2 cos 2 and T y ([lambda]) E 2 sin 2 . Therefore, the overall output depends on E 2 [T x (λ) cos 2 + T y (λ) sin 2 ]. As a result, the transmittance of the polarization angle in the angle T (λ) = T x ( λ) cos 2 + T y (λ) is given by sin 2, the output polarization state of the light and is not related.

도 2에서 보여진 바와 같이, 그린 및 레드의 스펙트럼 대역을 위한 주요 피크의 대역은 ∼13 및 15㎚이다. 컬러 필터의 투과도를 이용하면, 표현되는 컬러들은 표준식들을 이용하여 계산될 수 있다. CIE 1931 색도 다이어그램에서 색도 좌표를 계산하기 위하여 다음 공식을 이용하여 스펙트럼 투과도 T(λ)와 함께 컬러를 위한 XYZ 삼자극의 값들이 계산된다.As shown in Figure 2, the major peak bands for the spectral bands of green and red are ~ 13 and 15 nm. Using the transmittance of the color filter, the colors to be represented can be calculated using standard equations. To calculate the chromaticity coordinates in the CIE 1931 chromaticity diagram, the values of the XYZ tristimulus for color with the spectral transmittance T (λ) are calculated using the following formula:

Figure 112014098846251-pat00001
Figure 112014098846251-pat00001

여기서,

Figure 112014098846251-pat00002
이고,
Figure 112014098846251-pat00003
은 CIE 1931 표준 색도 관찰자 컬러 매칭 함수들이고,
Figure 112014098846251-pat00004
는 CIE 정규화된 광원 E, 표준 광원의 상대적인 스펙트럼 출력 분포이고, 합산(summation)은 파장 간격
Figure 112014098846251-pat00005
이 1 ㎚ 와 같은 상태에서 360부터 830 ㎚의 가시스펙트럼 대역의 범위를 넘어서 수행되고, 상수 k는 모든 파장을 위해
Figure 112014098846251-pat00006
인 물체를 위하여 Y가 100과 같다고 한 것과 같은 방법으로 선택된다. here,
Figure 112014098846251-pat00002
ego,
Figure 112014098846251-pat00003
Are CIE 1931 standard chromaticity observer color matching functions,
Figure 112014098846251-pat00004
Is the relative spectral power distribution of the CIE normalized light source E, the standard light source, and the summation is the wavelength spacing
Figure 112014098846251-pat00005
Is performed beyond the visible spectral band from 360 to 830 nm in the same state as 1 nm, and the constant k is for all wavelengths
Figure 112014098846251-pat00006
Is selected in the same way as Y is equal to 100 for an object.

마지막으로 색도 좌표 (x, y)는 다음과 같이 주어진다.  Finally, the chromaticity coordinates (x, y) are given by

Figure 112014098846251-pat00007
Figure 112014098846251-pat00007

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 필터링 장치의 색도 다이어그램에서 색도 좌표의 결과를 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining the result of chromaticity coordinates in a chromaticity diagram of a filtering apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, Θ=0°부터 90°까지 45°씩 다른 편광으로 변할 때, 스펙트럼 응답에 일치하는 CIE 1931 색도 다이어그램에서 색도 좌표의 결과를 나타낸다. 이 경우 그린에서 레드로 출력 컬러가 변하는 데, 편광에 의해 효율적으로 출력 컬러가 조절됨을 의미한다. 제안된 필터 장치가 공진 파장이 그린과 레드를 포함하고 있음을 보여줌에도 불구하고, 출력 컬러들의 색도 좌표는 좋지 않은 색 재현율을 나타낸다. 이는 Θ=0° 및 90°를 위한 2가지의 편광과 대응하는 색도 좌표가 서로 가까이 분포되어 있고 좁은 재현범위를 나타낸다는 것을 색도 다이어그램으로부터 확인할 수 있다. 좋지 않은 색 재현율은 비공진 측파대에서 주목할 만한 투과도로부터 발생되는 것으로 추정된다. 물체의 자연적인 컬러를 더욱 잘 재생하기 위해서는 색 재현율 및 색 재현범위가 바람직하게 확장될 필요가 있다. 측파대 투과도는 다층구조의 브래그 반사면과 결합되는 배열에 따라서 효율적으로 줄어들 수 있다. 그러나 이러한 접근은 단지 제한된 스펙트럼 및 각도 범위에서만 유효하며, 다층 구조로 인해 각 두께가 정확하게 제어되어야만 하는 한계가 있다. 반면에, 본 소자는 금속 격자가 결합된 단일 유전체 도파관으로 구성되어, 넓은 스펙트럼 및 각도 범위에 걸친 탁월한 반사 특성을 통해 도파 모드 공진 구조의 투과 피크를 얻을 수 있는 특징이 있다. 또한, 제안된 장치에서 색도 좌표와 관련한 스펙트럼 응답을 확인하여 색 재현율을 향상하거나 색 재현범위를 증가시킬 수 있는 방법을 고안하였다. 도파 모드 공진(GMR; guided-mode resonance) 효과를 활용하는 필터의 공진 스펙트럼들은 다음 수학식 3에 정의된 로렌치안 함수(Lorentzian function)에 의해 표현된다. Referring to FIG. 3, chromaticity coordinates result in a CIE 1931 chromaticity diagram corresponding to the spectral response when changing from 45 ° to 45 ° from 0 = 0 ° to 90 °. In this case, the output color changes from green to red, which means that the output color is efficiently controlled by the polarization. Although the proposed filter device shows that the resonant wavelengths include green and red, the chromaticity coordinates of the output colors indicate a poor color reproduction rate. It can be seen from the chromaticity diagram that the two polarizations for Θ = 0 ° and 90 ° and the corresponding chromaticity coordinates are closely distributed to one another and exhibit a narrow reproducibility range. It is assumed that the poor color reproduction rate arises from notable transmittance in the non-resonant sideband. In order to reproduce the natural color of the object more satisfactorily, the color recall ratio and the color reproduction range need to be preferably extended. The sideband transmission can be efficiently reduced according to the arrangement in combination with the Bragg reflection plane of the multi-layer structure. However, this approach is only valid for a limited spectrum and angular range, and there is a limitation that each thickness must be precisely controlled due to the multilayer structure. On the other hand, the device consists of a single dielectric waveguide with metal gratings, and is characterized by the transmission peak of the waveguide mode resonance structure through excellent reflection characteristics over a wide spectrum and angular range. In addition, we have developed a method to improve the color reproduction rate or increase the color reproduction range by checking the spectral response related to the chromaticity coordinates in the proposed apparatus. The resonance spectra of the filter utilizing the guided-mode resonance (GMR) effect are expressed by a Lorentzian function defined by the following equation (3).

Figure 112014098846251-pat00008
Figure 112014098846251-pat00008

여기서, To은 측파대 투과도, T1은 공진 피크의 피크 투과도, △ω는 공진 피크의 3-dB 대역폭, 는 파장 및 λo은 공진 피크의 중심 파장(center wavelength)임.Where T o is the sideband transmittance, T 1 is the peak transmittance of the resonant peak, Δω is the 3-dB bandwidth of the resonant peak, and λ o is the center wavelength of the resonant peak.

출력 컬러에 따른 λo, △ω 및 To를 포함하는 투과 특성의 효과를 자세히 살펴보기 위하여, 90%의 임의적으로 정해진 투과도에서 앞에 언급한 파라미터들에 대하여 색도 좌표를 추적하였다. 측파대 레벨이 있는 경우와 없는 경우, 예를 들면, To = 0 인 경우와, To≠0 인 경우의 2가지의 다른 사안들이 고려되었다. 우선, 무시할 수 있는 정도의 측파대 레벨(To = 0)의 경우에는 색도 좌표가 △ω가 5에서 30 ㎚ 까지 범위에서 5 ㎚ 간격으로, λo가 450 에서 650㎚ 까지 10㎚ 간격으로 식별되었다.
To investigate the λ o, the effect of the transmission characteristic including a △ ω and T o of the output color in detail, and track the chromaticity coordinates with respect to the parameters mentioned above optionally in the fixed transmission rate of 90%. Two different considerations were considered, with and without sideband levels, for example, T o = 0 and T o ≠ 0. First, the level of the sideband negligible if the (T o = 0) has a 5 ㎚ interval in the range of the chromaticity coordinates △ ω is 5 to 30 ㎚, λ o is identified 10㎚ interval from 450 to 650㎚ .

도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 필터링 장치에서 주어진 측파대에 대하여 다양한 중심 파장의 변화에 따른 색도 좌표의 변화를 설명하기 위한 도면이다.4 and 5 are views for explaining a change in chromaticity coordinates according to various central wavelengths with respect to a given sideband in a filtering apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 블루에서 그린으로 최종적으로는 레드로 가는 출력 컬러의 변화는 격자 피치에 의해 결정되는 중심파장 λo이 조정됨에 의해 검은 화살표로 표시된 방향을 따라서 시계 방향으로 이동한다. 이는 마치 색조 다이어그램의 말굽의 윤곽의 방향을 따라가는 것과 같다. △ω가 증가함에 따라 주어진 λo 와 필터 투과도에 상응하는 색도 좌표는 파란색 화살표로 표시된 것과 같이 다이어그램의 백색 점 E 쪽으로 이동하게 된다. 그러한 경우, 색 순도/색 재현율은 저하된다. Referring to FIG. 4, the change in output color from blue to green to finally red shifts clockwise along the direction indicated by the black arrow by adjusting the central wavelength? O determined by the lattice pitch. This is like following the direction of the horseshoe outline of the hue diagram. As Δω increases, the chromaticity coordinates corresponding to a given λ o and filter transparency move toward the white point E of the diagram, as indicated by the blue arrow. In such a case, the color purity / color gamut decreases.

도 5를 참조하면, 일정한 측파대 레벨 (To = 0.05)에 대하여, 전의 경우와 유사하게 정해진 △ω에 대하여 λo 와 함께 블루에서 그린을 통해 레드로 색도 좌표가 이동한다. 하지만, 제로의 측파대 레벨의 앞선 상황과 다르게, 증가되는 △ω와 주어진 λo 와 필터 투과도에 상응하는 색도 좌표는 백색 점 E로부터 다이어그램의 스펙트럼 곡선 쪽으로 점차 멀어진다. 이것은 △ω가 증가함에 따라 색 재현율이 향상함을 보여준다. 또한, 어느 다른 제로가 아닌 측파대 투과도에 대하여, 백색 점으로부터 색도 다이어그램의 스펙트럼 곡선 쪽으로 이동하는 색도 좌표의 움직임이 유사하게 관찰된다. 결과적으로, 주어진 투과도 및 측파대 레벨의 필터링 장치와 관련하여, 색 재현율은 대역폭 △ω를 넓어짐에 의해 향상될 수 있다.Referring to FIG. 5, for a constant sideband level (T o = 0.05), the chromaticity coordinates shift from blue to green through red with λ o for a given Δω, similar to the previous case. However, unlike the preceding situation of the sideband level of zero, the chromaticity coordinates corresponding to the increased [Delta] [omega] and the given [lambda] o and filter transmittance gradually diverge from the white point E toward the spectral curve of the diagram. This shows that the color reproduction rate improves as? W increases. In addition, for any other nonzero sideband transmission, the movement of chromaticity coordinates moving from the white point toward the spectral curve of the chromaticity diagram is similarly observed. As a result, with respect to a given transmission and sideband level filtering apparatus, the color gamut can be improved by enlarging the bandwidth DELTA omega.

이후, 색 재현율의 정량적 측면을 살펴보기 위하여 필터 투과도에 대한 컬러의 여기순도가 조사되었다. 색도 다이어그램에서 주어진 색도 좌표를 위한 주파장(dominant wavelength)(λD)이 먼저 결정되고, 참조 백색 점 E의 색도 좌표와 관심 지점을 잇는 직선의 길이와 주파장으로의 참조 백색 점을 잇는 직선의 길이의 비율로 여기순도가 계산된다.
Then, in order to examine the quantitative aspect of the color recall ratio, the excitation purity of the color with respect to the filter transmittance was investigated. In the chromaticity diagram, the dominant wavelength (λ D ) for the given chromaticity coordinates is first determined, and a straight line connecting the length of the straight line connecting the chromaticity coordinates of the reference white point E with the point of interest and the reference white point to the dominant wavelength The excitation purity is calculated at a ratio of length.

도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러들의 여기순도 및 주파장에서 3 dB 대역폭(△ω)의 변화의 영향을 설명하기 위한 도면이다.Figs. 6 and 7 are diagrams for explaining the excitation purity of colors and the influence of the change of the 3 dB bandwidth (DELTA omega) at the dominant wavelength according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 블루, 그린, 레드 영역에 각각 대응하는 λo = 450, 550 및 650 에 대하여, 특별히 측파대 레벨이 존재하는 경우((To = 0)와 존재하지 않는 경우(To = 0.05)를 고려할 때, 상술한 수학식 3에 의해 주어진 로렌치안 필터 응답을 위한 컬러들의 여기순도에서 △ω의 변화의 영향을 나타낸다. If 6, blue, green, for a λ o = 450, 550 and 650 respectively corresponding to the red region, is not present and ((T o = 0) When particularly the sideband level present (T o = 0.05), the influence of the change of DELTA omega in the excitation purity of the colors for Lorentz filter response given by the above-mentioned equation (3) is shown.

도 7을 참조하면, 제로와 제로가 아닌 측파대 레벨들에 대해서 주어진 λo의 로렌치안 응답의 주파장은 주로 △ω가 증가할 때, 작은 변화가 보여지는 것으로 나타낸다. 여기 순도는 λo = 450 및 550 ㎚ 에서 λo = 650 ㎚ 까지 증가할 때, 최대값에 다다른다. 따라서, 필터의 가 증가함에 따라 필터로부터 이용 가능한 그린 및 레드 컬러 출력의 여기 순도가 향상됨을 알 수 있다.Referring to Figure 7, the dominant wavelength of the Lorentzian response of a given < RTI ID = 0.0 > o < / RTI > for zero and non-zero sideband levels indicates that a small change is seen, The excitation purity reaches its maximum value when it increases from λ o = 450 and 550 nm to λ o = 650 nm. Thus, it can be seen that as the number of filters increases, the excitation purity of the available green and red color outputs from the filter is improved.

또한, 통과 대역의 스펙트럼 대역폭 은 피복층의 두께가 감소함에 따라 증가될 수 있다. 본 발명의 장치의 대역폭 조정 가능성을 면밀히 조사하기 위하여 피복층의 두께를 30에서 210 까지 30 간격으로 변화시키며 스펙트럼 응답을 조사하였다.
Further, the spectral bandwidth of the pass band can be increased as the thickness of the coating layer decreases. In order to investigate the bandwidth tunability of the apparatus of the present invention, the spectral response was investigated by changing the thickness of the coating layer from 30 to 210 at 30 intervals.

도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 피복층의 두께에 따라 달라지는 3 dB 대역폭 및 중심파장의 이동을 설명하기 위한 도면들이다.FIGS. 8 and 9 are views for explaining the 3 dB bandwidth and the center wavelength shift depending on the thickness of the coating layer according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 피복층의 두께가 210 에서 30 ㎚ 로 줄어들 때, Lx 편광의 그린 스펙트럼 대역에 대해서 대역폭은 약 3에서 29 ㎚ 까지 증가하였다. 반면에 Ly 편광의 레드 스펙트럼 대역에 대해서는 대역폭은 약 8에서 32 ㎚ 까지 증가하였다. Referring to FIG. 8, when the thickness of the coating layer was reduced from 210 to 30 nm, the bandwidth increased from about 3 to 29 nm for the green spectral band of Lx polarized light. On the other hand, for the red spectral band of Ly polarized light, the bandwidth increased from about 8 to 32 nm.

도 9를 참조하면, 대역폭은 피복 층 두께의 변화에 따라 공진 주파수에서 약간 이동되면서 조정될 수 있다. 30 에서 210 ㎚ 까지 피복 층 두께의 변화에 대해 우선 피복층 두께가 210 ㎚ 일 때의 공진 대역폭 △λo 이 조사되었다. 도 9의 상대적인 대역폭 이동은 △λo / λo 로 정의되며, 더욱 작은 것으로 나타낸다.
Referring to Fig. 9, the bandwidth can be adjusted while slightly shifting the resonance frequency according to the variation of the coating layer thickness. The resonance bandwidth Δλ o when the thickness of the coating layer was 210 nm was examined for the change of the coating layer thickness from 30 to 210 nm. The relative bandwidth shift in Fig. 9 is defined as [Delta] [lambda] o / [lambda] o and is shown to be even smaller.

도 10 내지 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 서로 다른 필터링 장치의 전환 특성을 설명하기 위한 도면들이다.FIGS. 10 to 12 are views for explaining switching characteristics of different filtering apparatuses according to an embodiment of the present invention.

도 10 내지 도 12를 참조하면, 100 두께의 Si3N4 코어 및 100 ㎚ 의 SiO2 피복층의 동일한 평면 도파관에 대해 격자 주기가 x- 및 y- 방향으로 블루, 그린 및 레드에 대해 각각 462, 558 및 612 ㎚의 중심파장과 85%가 넘는 투과도를 가진다. 또한, 다른 대역에 대해 ~15 ㎚의 대역폭을 가지고, ∧x/∧y = 285/355 ㎚, ∧x/∧y = 285/395 ㎚ 및 ∧x/∧y = 355/395 ㎚ 로 정해 졌을 때, 격자 주기의 조정에 의해 블루-그린(BG), 블루-레드(BR), 및 그린-레드(GR) 필터들을 획득하였다. Referring to Figures 10-12, for a coplanar waveguide of 100-thickness Si 3 N 4 core and 100-nm SiO 2 coating, the lattice period is 462 for blue, green and red in the x- and y- 558 and 612 nm and a transmittance of more than 85%. Further, when a bandwidth of ~ 15 nm was set for the other band, and xx / yy = 285/355 ㎚, xx / yy = 285/395 ㎚ and xx / yy = 355/395 ㎚ Blue (BG), blue-red (BR), and green-red (GR) filters by adjusting the grating period.

또한, 도 10 내지 도 12의 실선에서 나타낸 바와 같이, 피복층의 두께가 30 ㎚까지 줄었을 때, 스펙트럼 대역폭 △ω은 λo 에서 작은 이동을 일으키며, 필터의 다른 투과대역에 대해 32 ㎚ 까지 넓어질 수 있다. 피복 층 두께 t=100 이고, 좁은 대역폭을 가질 때, BG-1, BR-1 및 GR-1로 고안되며, t=30 일 때에는 넓은 대역폭을 가지는 BG-2, BR-2 및 GR-2로 설계될 수 있다.
Further, as shown by the solid line in Figs. 10 to 12, when the thickness of the coating layer is reduced to 30 nm, the spectral bandwidth DELTA omega causes a small shift at &thetas; o and widens to 32 nm . 2, BR-2 and GR-2, which have a wide bandwidth when t = 30 and have a coating thickness t = 100 and have a narrow bandwidth, are designed as BG-1, BR-1 and GR- Can be designed.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 점선 및 실선 각각에 의해 연결되는 다른 편광의 필터 BG-1, BR-1 및 GR-1, BG-2, BR-2 및 GR-2의 색도 좌표를 설명하기 위한 도면이다. 13 shows chromaticity coordinates of filters BG-1, BR-1 and GR-1, BG-2, BR-2 and GR-2 of different polarizations connected by broken lines and solid lines respectively according to an embodiment of the present invention Fig.

도 13을 참조하면, 화살표의 방향은 Θ이 0°에서 90°로 변화할 때, 색도 좌표에서 변화를 나타낸다. 또한, 각 필터에 대해 색도좌표에서 점들은 특별히 Θ= 0, 45 및 90°에서의 색도좌표를 나타낸다. 도 10 내지 도 12로부터 명확한 점은 삼각형과 같은 지역은 BG, BR 및 GR의 세 가지 경우에 의해 둘러싸여진다는 것이다. 이것은 필터들의 사용으로 인하여 재생될 수 있는 색들의 영역을 나타낸다. BG-1, BR-1 및 GR-1의 장치에서 색도 좌표는 백색 점 E 에 매우 근접하다. 이것은 좋지 않은 색 재현율과 낮은 여기 순도를 보여주는 것이다. 이와 반대로, BG-2, BR-2 및 GR-2 필터의 경우에는 색도 좌표가 백색 점 E 로부터 더 멀리 분포해 있고, 높은 여기 순도 또는 색 재현율을 유도한다. 더욱이 다른 편광들을 위한 필터들의 색도 좌표의 분리는 BG-2, BR-2 및 GR-2 필터의 경우 더 커지며, 더 큰 색 재현범위를 제공한다. 따라서, 색 재현범위 뿐만 아니라 색 재현율은 100 ㎚ 두께의 피복의 경우보다 30 ㎚ 두께의 피복에 상응하는 더 넓은 스펙트럼을 위하여 더 나은 것으로 나타났다. 6개의 다른 필터들의 계산된 스펙트럼 응답을 위한 색도 다이어그램에서 각 점들을 위한 계산된 색도 좌표, 주파장 및 여기 순도는 다음에 나타낼 표 1, 표 2 및 표 3에 다른 입사 편광각도 에 대하여 요약되었다. 주파장이 잘 정의되지 않는 경우에는 보조적인 파장이 표들에 '(c)'로 표시되었다. 말굽 모양의 곡선에서 점과 관련된 파장은 다른 방향(관심지점으로부터 참조 백색 점으로의)에서 외삽된 직선이 교차하는 지점에서 보조 파장이라 정의한다. 여기 순도 및 색 재현범위는 더 넓은 대역폭 에 따라 증가한다는 것이 도 13 및 표 1, 표 2 및 표 3을 통하여 알 수 있다. Referring to FIG. 13, the direction of the arrow indicates a change in chromaticity coordinates when? Changes from 0 degrees to 90 degrees. In addition, for each filter, the dots in the chromaticity coordinates represent the chromaticity coordinates at Θ = 0, 45, and 90 °. It is clear from Figs. 10 to 12 that regions such as triangles are surrounded by three cases of BG, BR and GR. This represents the area of colors that can be reproduced due to the use of filters. The chromaticity coordinates in the devices of BG-1, BR-1 and GR-1 are very close to the white point E. This shows poor color reproduction and low excitation purity. Conversely, in the case of BG-2, BR-2 and GR-2 filters, the chromaticity coordinates are distributed farther from the white point E, leading to high excitation purity or color gamut. Moreover, the separation of the chromaticity coordinates of the filters for the other polarizations is larger for the BG-2, BR-2 and GR-2 filters and provides a larger color reproduction range. Thus, the color reproduction rate as well as the color reproduction range was found to be better for a broader spectrum corresponding to a 30 nm thick coating than for a 100 nm thick coating. The calculated chromaticity coordinates, dominant wavelength and excitation purity for each point in the chromaticity diagram for the calculated spectral response of the six different filters are summarized for different incident polarization angles to Table 1, Table 2 and Table 3 to be shown below. If the dominant wavelength is not well defined, the auxiliary wavelength is indicated in the tables as '(c)'. The wavelength associated with the point in the horseshoe curve is defined as the auxiliary wavelength at the intersection of the extrapolated straight line in the other direction (from the point of interest to the reference white point). It can be seen from FIG. 13 and Table 1, Table 2 and Table 3 that the excitation purity and color reproduction range increase with a wider bandwidth.

다른 피복 두께에 대한 블루-그린 필터들의 이론적 비색 파라미터들Theoretical colorimetric parameters of blue-green filters for different coating thicknesses
BG-1BG-1 BG-2BG-2
색도좌표
(x, y)
Chromaticity coordinates
(x, y)
λD (㎚) ? D (nm) 여기 순도Purity here 색도좌표
(x, y)
Chromaticity coordinates
(x, y)
λD (㎚) ? D (nm) 여기 순도Purity here
00 (0.29,0.18)(0.29, 0.18) 565(c)565 (c) 0.360.36 (0.24,0.13)(0.24, 0.13) 569(c)569 (c) 0.480.48 4545 (0.28,0.31)(0.28, 0.31) 486486 0.180.18 (0.26,0.32)(0.26, 0.32) 490490 0.240.24 9090 (0.28,0.40)(0.28, 0.40) 510510 0.170.17 (0.29,0.53)(0.29, 0.53) 541541 0.470.47

다른 피복 두께에 대한 블루-레드 필터들의 이론적 비색 파라미터들Theoretical colorimetric parameters of blue-red filters for different coating thicknesses
BR-1BR-1 BR-2BR-2
색도좌표
(x, y)
Chromaticity coordinates
(x, y)
λD (㎚) ? D (nm) 여기 순도Purity here 색도좌표
(x, y)
Chromaticity coordinates
(x, y)
λD (㎚) ? D (nm) 여기 순도Purity here
00 (0.28,0.16)(0.28, 0.16) 565(c)565 (c) 0.420.42 (0.27,0.12)(0.27, 0.12) 564(c)564 (c) 0.530.53 4545 (0.38,0.26)(0.38, 0.26) 510(c)510 (c) 0.340.34 (0.40,0.24)(0.40, 0.24) 511(c)511 (c) 0.430.43 9090 (0.47,0.38)(0.47, 0.38) 607607 0.420.42 (0.53,0.36)(0.53, 0.36) 600600 0.650.65

다른 피복 두께에 대한 그린-레드 필터들의 이론적 비색 파라미터들Theoretical colorimetric parameters of Green-Red filters for different coating thicknesses
GR-1GR-1 GR-2GR-2
색도좌표
(x, y)
Chromaticity coordinates
(x, y)
λD (㎚) ? D (nm) 여기 순도Purity here 색도좌표
(x, y)
Chromaticity coordinates
(x, y)
λD (㎚) ? D (nm) 여기 순도Purity here
00 (0.27,0.37)(0.27, 0.37) 501501 0.180.18 (0.31,0.52)(0.31, 0.52) 548548 0.510.51 4545 (0.36,0.35)(0.36, 0.35) 583583 0.150.15 (0.42,0.44)(0.42, 0.44) 575575 0.610.61 9090 (0.46,0.33)(0.46, 0.33) 611611 0.390.39 (0.53,0.37)(0.53, 0.37) 596596 0.710.71

어느 정도의 측파대 레벨을 가지진 GMR 필터 장치들은 통과 대역의 대역폭이 증가함에 의해 색 재현율의 측정 지표인 여기 순도가 확장될 뿐만 아니라, 색 재현범위도 향상될 수 있다. 필터에 의한 색 재현 가능한 성질을 최적화하기 위하여 공진 파장 및 최대 투과도 뿐 아니라, 스펙트럼 대역폭 및 스펙트럼 응답의 측파대 레벨이 고려되어야 한다. 또한, 삼각 색 재현범위를 확장하는 기술을 통해 디스플레이 시스템을 구현하는 등 다양하게 적용가능하다. 따라서, 필터링 장치는 편광 선택적 특징으로 나타내는 조정 가능한 스펙트럼 응답을 보여주고, 중심파장은 격자 주기에 의해 결정되며, 대역폭은 피복층 두께에 의해 제어될 수 있다. 또한, 색 재현율 및 색 재현범위를 확장하는 컬러 필터를 디자인할 때 매우 유용할 수 있다. 또한, 본 발명은 얇은 필름이나 필터에 기반한 표면 플라즈몬 공진과 같이 다른 경우에도 스펙트럼 응답이 동일하게 유효할 수 있다.GMR filter devices having a certain sideband level can not only not only expand the excitation purity, which is a measure of the color reproduction rate, but also the color reproduction range, by increasing the bandwidth of the pass band. In order to optimize the color reproducible properties of the filter, the resonant wavelength and maximum transmittance as well as the spectral bandwidth and the sideband level of the spectral response must be considered. In addition, the display system can be implemented in various ways such as by extending the triangular color reproduction range. Thus, the filtering device shows an adjustable spectral response exhibiting polarization selective characteristics, the center wavelength is determined by the lattice period, and the bandwidth can be controlled by the coating layer thickness. It can also be very useful when designing color filters that extend color gamut and color reproduction range. In addition, the invention can be equally effective in other cases, such as surface plasmon resonance based on thin films or filters.

본 발명은 색 재현율 및 색 재현범위의 확장하는 방법을 편광에 의해 조절가능한 스펙트럼 응답을 보여주는 2차원 비대칭 공진 격자 구조와 결합된 필터링 장치를 이용하여 입증하였다. 특히, 공진 대역폭 및 측파대 투과도에 따른 스펙트럼 대역폭의 영향, 색 재현율 및 색 재현범위를 CIE 1931 색도 다이어그램의 색도 좌표의 스펙트럼 응답을 통하여 이론적으로 조사되었다. 약 ~15 및 32 ㎚ 의 대역폭을 갖는 2가지의 필터링 장치들 사이에서, 더 넓은 대역폭을 가지는 장치가 더 높은 여기 순도, 더 좋은 색 재현율 및 더 확장된 색 재현범위를 갖는 것을 알 수 있다. 본 발명은 다양한 종류의 디스플레이 어플리케이션들의 성능을 향상시키는데 충분히 적용할 수 있다. The invention has been demonstrated using a filtering device combined with a two-dimensional asymmetric resonant lattice structure showing a spectral response that can be adjusted by polarization with a method of extending color gamut and color reproduction range. In particular, the effects of spectral bandwidth, the color recall ratio and the color reproduction range according to the resonance bandwidth and the sideband transmission were theoretically investigated through the spectral response of the chromaticity coordinates of the CIE 1931 chromaticity diagram. Between two filtering devices having a bandwidth of about ~ 15 and 32 nm, it can be seen that devices with wider bandwidth have higher excitation purity, better color gamut and better color reproduction range. The present invention can be sufficiently applied to improve the performance of various kinds of display applications.

이제까지 본 발명에 대하여 그 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 게시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
The embodiments of the present invention have been described above. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than by the foregoing description, and all differences within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the present invention.

100: 필터링 장치 110: 격자
120: 도파관 122: 피복층
124: 코어 126: 기판
100: Filtering device 110: Grid
120: waveguide 122: coating layer
124: core 126: substrate

Claims (8)

필터링 장치에 있어서,
상기 필터링 장치는,
입사되는 광에 대해 미리 설정된 가이드 모드로 광을 가이드 하는 도파관; 및
2 차원의 비대칭 사각형 모형으로 패턴화되고, x 방향과 y 방향에 따라 피치 ∧x 및 ∧y의 거리를 가지되, 상기 피치 ∧x 및 ∧y의 거리는 투과되는 컬러에 따라 정해지는 격자: 를 포함하며,
상기 도파관은
석영 기판 위에 증착된 유전체 코어 및 피복층을 포함하되,
상기 필터링 장치는 상기 피복층의 두께를 조정하여 상기 필터링 장치의 공진피크의 3 dB 대역폭(△ω)을 제어하는 것으로서,
일정한 측파대 레벨이 존재하는 경우에는 상기 공진피크의 3 dB 대역폭(△ω)을 증가시켜서 상기 필터링 장치의 색재현율을 향상시키도록 상기 피복층의 두께를 결정하는 것을 특징으로 하며,
상기 측파대 레벨이 존재하지 않는 경우에는 상기 공진피크의 3 dB 대역폭(△ω)을 줄여서 상기 필터링 장치의 색재현율을 향상시키도록 상기 피복층의 두께를 결정하는 것을 특징으로 하는 필터링 장치.
A filtering device comprising:
The filtering device includes:
A waveguide for guiding light in a guide mode set in advance with respect to incident light; And
Dimensional asymmetric rectangular model and has a distance of pitches x and y according to the x direction and the y direction, and the distances of the pitches [theta] x and [gamma] y include gratings determined according to the transmitted color: In addition,
The waveguide
A dielectric core deposited on the quartz substrate, and a coating layer,
The filtering device controls the 3 dB bandwidth (?) Of the resonance peak of the filtering device by adjusting the thickness of the coating layer,
The thickness of the coating layer is determined so as to increase the color reproduction ratio of the filtering device by increasing the 3 dB bandwidth (??) Of the resonance peak when a constant sideband level exists.
Wherein the thickness of the coating layer is determined so as to improve the color reproduction rate of the filtering device by reducing the 3 dB bandwidth (?) Of the resonance peak when the sideband level does not exist.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 격자는 격자 충전비율이 0.7인 것 - 여기서 격자 충전비율은 격자 피치에 대한 격자 패턴의 너비(width) 비율로 정의되는 것임- 을 특징으로 하는 필터링 장치
The method according to claim 1,
Wherein the grating has a lattice fill ratio of 0.7, wherein the lattice fill ratio is defined as a ratio of the width of the lattice pattern to the lattice pitch.
제1항에 있어서,
상기 필터링 장치는 단일 대역 컬러 필터 또는 이중 대역 컬러 필터인 필터링 장치.

The method according to claim 1,
Wherein the filtering device is a single band color filter or a dual band color filter.

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