KR102306002B1 - 나선광결정 기반 유기발광 다이오드 컬러 표시장치 및 이의 제조방법 - Google Patents

나선광결정 기반 유기발광 다이오드 컬러 표시장치 및 이의 제조방법 Download PDF

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이신두
전종민
강수지
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서울대학교산학협력단
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 나선광결정 기반 유기발광 다이오드 컬러 표시장치는, 상기 백라이트 유닛 상부에 위치하며 상기 광원부로부터 출력되는 특정 파장대역의 빛을 선택적으로 투과시키기 위한 복수의 나선광결정 패턴을 포함하는 나선광결정층; 및 상기 나선광결정층 상부에 위치하며 복수의 컬러필터 패턴을 포함하는 컬러필터부를 포함한다. 상기 나선광결정층은 광원부에서 출력되는 백색광이 컬러필터에 도달하기 전에 특정 파장대역에 대해서만 선택적으로 투과시키고 나머지 파장대역의 빛은 줄임으로써 표시장치에서 출력되는 컬러의 색 순도를 향상시킬 수 있다.

Description

나선광결정 기반 유기발광 다이오드 컬러 표시장치 및 이의 제조방법{HELICAL PHOTONIC CRYSTAL BASED ORGANIC LIGHT EMITTING DIODE COLOR DISPLAY AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 유기발광 다이오드 표시장치 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 특정 파장대역에 대한 선택적인 투과 특성을 갖는 나선광결정(helical photonics crystal)을 이용하여, 광원부로부터 입사되는 빛 중 불필요한 파장대역의 빛을 줄임으로써 색 순도(color purity)를 향상시킨 유기발광 다이오드 컬러 표시장치 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
백색 유기발광 다이오드(organic light emitting diode: OLED) 기반 컬러 표시장치는 유기발광 다이오드 소자의 전기 발광(electroluminescence)을 유도하여 높은 색 순도와 넓은 색 영역을 표현할 수 있는 것이 특징이다. 일반적인 백색 유기발광 다이오드 컬러 표시장치는 백색광을 출력하는 유기발광 다이오드 광원부와 컬러필터를 결합한 형태로서, 기존의 액정 표시장치 대비 높은 명암비와 색 재현력을 가진다는 장점이 있다. 그러나 백색광을 출력하기 위해 청색 유기발광 다이오드(blue OLED)와 황녹색 유기발광 다이오드(yellow-green OLED)의 적층구조(tandem structure)를 백라이트(backlight)로 사용하기 때문에, 컬러필터 투과 시 스펙트럼이 넓어 높은 색 순도를 얻을 수 없는 한계점이 존재한다.
최근에는 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 다양한 기술들이 제안되었다. 그 중 하나는 유기발광 다이오드를 레드, 그린, 블루 파장대역에서 각각 공진주파수를 갖는 마이크로 공진구조(micro-cavity)로 제작하여 색 순도를 높이는 방법이다. 그러나 이러한 구조에 의하면 다층의 박막에서는 공진효과를 얻을 수 없어 적층구조 기반으로 제작되는 대면적 표시장치에는 적합하지 않을 수 있다.
또 다른 기술은 기존의 백색 유기발광 다이오드 구조에 적색 유기발광 다이오드 층을 추가한 형태의 광원부를 사용하는 기술로서, 기존의 디스플레이보다 적색광의 색 순도를 개선하는데 성공하였지만, 적층되는 박막이 늘어날수록 동일한 휘도를 얻기 위해 더 높은 전류를 흘려야 하므로 전력소모가 크고, 소자의 수명이 감소하는 단점이 존재하며, 공정 단가가 높다는 문제점이 있다.
따라서 높은 색 순도의 백색 유기발광 다이오드 컬러 표시장치를 구현하기 위해서는 기존 방식을 넘어선 새로운 개념을 적용한 구조와 제작기술이 필요하다.
대한민국 등록특허공보 제10-1989443호
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제시된 것으로, 유기발광 다이오드 표시장치의 색 순도가 떨어지는 문제점을 해결하기 위해, 광원부에서 출력되는 빛을 선택적으로 투과시키는 나선광결정층을 이용하여 색 순도를 향상시킨 유기발광 다이오드 표시장치를 제공하는 것에 과제가 있다.
전술한 바와 같은 과제를 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예는, 광원부를 포함하는 백라이트 유닛; 상기 백라이트 유닛 상부에 위치하며, 상기 광원부로부터 출력되는 특정 파장대역의 빛을 선택적으로 투과시키기 위한 복수의 나선광결정 패턴을 포함하는 나선광결정층; 및 상기 나선광결정층 상부에 위치하며, 복수의 컬러필터 패턴을 포함하는 컬러필터부를 포함하되, 상기 복수의 나선광결정 패턴은, 상기 광원부로부터 출력되는 빛을 상기 특정 파장대역에 대해서만 선택적으로 투과시키고 나머지 파장대역에 대해서는 상기 백라이트 유닛 방향으로 반사하도록 구성되는 나선광결정 기반 유기발광 다이오드 컬러 표시장치를 제공한다.
일 실시예에 따르면, 상기 광원부는 백색광을 출력하도록 구성되는 유기발광 다이오드이고, 상기 복수의 컬러필터 패턴은 상기 광원부로부터 출력되는 백색광을 특정 파장대역에 대해서만 선택적으로 투과시키고 나머지 파장대역에 대해서는 흡수함으로써 컬러를 구현할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 복수의 나선광결정 패턴 중 적어도 둘 이상은, 패턴의 두께 또는 나선주기가 서로 상이할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 복수의 나선광결정 패턴은, 상기 나선주기에 따라 결정되는 입사광의 파장대역 및 나선선성과 반대가 되는 입사광의 편광 성분을 투과시키도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 복수의 나선광결정 패턴 각각은, 상부에 위치한 대응되는 컬러필터 패턴이 흡수하는 파장대역의 빛을 상기 백라이트 유닛 방향으로 반사하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 복수의 컬러필터 패턴 중 적어도 둘 이상은, 패턴의 두께 또는 광 투과 파장 영역이 서로 상이할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 백라이트 유닛은, 상기 광원부로부터 출력되는 빛의 세기를 제어하기 위한 광변조기를 더 포함하고, 상기 나선광결정층은, 상기 복수의 나선광결정 패턴을 지지하기 위한 기판, 및 상기 기판 상에 위치하며 상기 복수의 나선광결정 패턴의 초기 분자 배열을 정의하기 위한 배향층을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 컬러필터부는, 상기 복수의 컬러필터 패턴들을 서로 분리하기 위한 광 차단 영역으로서 흑색 매트릭스 패턴을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 광변조기는 상기 복수의 컬러필터 패턴 및 상기 복수의 나선광결정 패턴과 함께 정렬되어 각 화소에 대하여 독립적으로 빛의 세기를 조절하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 복수의 나선광결정 패턴은, 상기 기판의 표면에 수직한 방향으로부터 바라보았을 때 다각형 또는 곡선과 직선으로 이루어진 닫힌 도형 형상의 단면을 가질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 복수의 나선광결정 패턴 각각의 내부 분자 정렬은, 상기 기판에 수직한 방향을 축으로 나선 모양을 이룰 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 복수의 나선광결정 패턴은 용액 공정으로 제작될 수 있다.
전술한 바와 같은 과제를 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예는, 서로 상이한 파장대역의 빛에 대해 선택적 투과 특성을 갖는 복수의 나선광결정 패턴을 포함하는 나선광결정층을 제조하는 단계; 상기 나선광결정층의 상부에 서로 상이한 광 투과 특성을 갖는 복수의 컬러필터 패턴을 포함하는 컬러필터부를 제조하는 단계; 및 상기 나선광결정층의 하부에 광원부를 포함하는 백라이트 유닛을 부착하는 단계를 포함하는 나선광결정 기반 유기발광 다이오드 컬러 표시장치의 제조방법을 제공한다.
또한, 상기 복수의 나선광결정 패턴은, 상기 광원부로부터 출력되는 빛을 상기 특정 파장대역에 대해서만 선택적으로 투과시키고 나머지 파장대역에 대해서는 상기 백라이트 유닛 방향으로 반사하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 백라이트 유닛은 상기 광원부로부터 출력되는 빛의 세기를 제어하기 위한 광변조기를 더 포함할 수 있고, 상기 나선광결정층을 제조하는 단계는, 상기 복수의 나선광결정 패턴을 지지하기 위한 기판을 제공하는 단계; 상기 기판 상에 상기 복수의 나선광결정 패턴의 초기 분자 배열을 정의하기 위한 배향층을 형성하는 단계; 및 상기 배향층 상에 서로 상이한 파장대역에 대한 선택적 투과 특성을 갖는 복수의 나선광결정 패턴을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 유기발광 다이오드 표시장치의 백색 광원부와 컬러필터 사이에 특정 파장대역의 빛을 선택적으로 투과시키는 나선광결정 패턴을 구비하여 색 순도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 나선광결정 기반 유기발광 다이오드 컬러 표시장치의 구조를 나타내는 도면이다.
도 2a 내지 2d는 본 발명의 일 실시예에 따른 나선광결정 기반 유기발광 다이오드 컬러 표시장치의 일부 제조공정을 나타낸다.
도 3a 내지 3c는 각각 레드, 그린, 블루에 대응하는 나선광결정 패턴의 파장에 따른 광 투과율을 나타내는 시뮬레이션 결과이다.
도 4는 일 실시예에 따른 나선광결정 기반 유기발광 다이오드 컬러 표시장치의 동작 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 내지 5c는 실시예에 따른 나선광결정 기반 유기발광 다이오드 표시장치와 기존의 백색 유기 발광 다이오드 표시장치의 컬러 스펙트럼을 비교한 그래프이다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세하게 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 나선광결정 기반 유기발광 다이오드 컬러 표시장치의 구조를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 유기발광 다이오드 컬러 표시장치(300)는, 백라이트 유닛(100), 상기 백라이트 유닛(100) 상부에 위치하는 나선광결정층(200), 및 상기 나선광결정층(200) 상부에 위치하는 컬러필터부(300)를 포함한다.
백라이트 유닛(100)은 복수의 화소로 구성되며 광원부(110) 및 상기 광원부(110)로부터 출력되는 빛의 세기를 제어하기 위한 광변조기(120)를 포함한다. 광원부(110)는 빛을 내는 소자로서, 예컨대 백색광을 출력하도록 구성되는 유기발광 다이오드(White OLED)로 이루어질 수 있다. 광변조기(120)는 컬러필터 패턴(301-303) 및 나선광결정 패턴(231-233)과 함께 정렬되어 각 화소에 대하여 독립적으로 빛의 세기를 조절하도록 구성될 수 있다. 광원부(110) 및 광변조기(120)는 독립적인 유닛으로 구성되거나 하나의 단일 소자로 형성될 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 광원부(110)와 광변조기(120)는 하나의 발광 다이오드 소자일 수 있으나, 광원부와 광변조기를 구성하는 물질 및 가변 기작은 전술한 것에 한정되는 것은 아니다. 즉 빛을 발생시키고, 해당 빛의 세기를 조절할 수 있는 임의의 단일 장치 또는 임의의 복수의 장치면 충분하다.
나선광결정층(200)은 나선광결정 패턴을 구비하여 광원부로부터 입사되는 빛을 선택적으로 투과시킨다. 일 실시예에 따른 나선광결정층(200)은, 도 1에 도시된 것처럼 기판(210), 상기 기판(210) 상에 형성된 배향층(220), 상기 배향층(210) 상에 형성된 복수의 나선광결정 패턴(231-233)으로 구성된다.
기판(210)은 나선광결정층(200)의 구성요소를 지지하기 위한 부분으로서, 유리, 수정, 플라스틱 등의 고분자 수지와 같은 물질로 이루어질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
배향층(220)은 나선광결정 패턴(231-233)의 초기 분자정렬 방향을 정의한다. 배향층(220)은 광배향, 러빙, 또는 다른 적당한 방식으로 나선광결정 패턴(231-233)의 초기 분자정렬 상태를 정의할 수 있다. 일 실시예에서, 배향층(220)은 박막형성이 용이하고 추가적인 공정을 통해 분자 정렬방향을 정의할 수 있는 물질, 예컨대 폴리이미드(polyimide), 실리콘 산화물 등으로 이루어질 수 있다. 그러나 이는 예시적인 것으로서, 특정 물질이나 형성 공정으로 한정되지 아니한다.
나선광결정 패턴들(231-233)은 예컨대 카이랄 반응성 메소겐(chiral reactive mesogen)과 같은 하나 또는 두 종류 이상의 유전 물질로 이루어질 수 있다. 각 패턴은 광결정의 분자 정렬을 통해 기판에 수직한 방향을 축으로 나선 모양을 형성함으로써 단일 파장 대역의 특정 편광 성분의 빛을 적어도 부분적으로 투과시키거나 반사시킬 수 있다. 예컨대 일부 나선광결정 패턴들은 노란색, 청록색에 해당하는 파장 중 나선선성(handedness)과 반대인 원편광 성분을 반사시킬 수 있다.
복수의 나선광결정 패턴(231-233)이 서로 상이한 광 투과 특성을 갖도록 하기 위하여, 각 패턴의 두께 또는 나선주기가 서로 상이하게 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 나선광결정 패턴들은 가시광선 대역의 광 반사특성을 나타내기 위해 1주기, 또는 그 이상의 나선주기를 가질 수 있다.
각각의 나선광결정 패턴은 기판의 표면에 수직한 방향으로부터 바라보았을 때 다각형 또는 곡선과 직선으로 이루어진 닫힌 도형 형상의 단면을 갖는다.
컬러필터부(300)는 나선광결정층(200) 상부에 위치하며, 백라이트 유닛(100)에서 출력된 백색광을 선택적으로 흡수 및 투과하여 서로 다른 색의 빛, 예컨대 적색(R), 녹색(G), 청색(B)과 같은 실질적인 색상을 구현한다. 컬러필터부(300) 내 복수의 컬러필터 패턴들(301-303)이 백라이트 유닛(100)에서 나오는 빛의 파장대역에 대한 투과도를 조절하여 특정 가시광 영역의 빛을 추출한다.
본 명세서에 기재된 실시예들에 따른 나선광결정 기반의 백색 유기발광 다이오드 컬러 표시장치는 나선광결정 패턴 및 컬러필터 패턴으로 구성된 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 단위화소들이 주기적으로 배열되도록 형성되어 있으나, 다른 실시예에서는 나선광결정의 종류, 각 나선광결정의 투과 파장 대역, 컬러필터 패턴의 투과 파장 대역, 각 요소들의 배열 순서 및/또는 배열 형태가 본 명세서에 개시된 것과 상이하게 구성될 수도 있다. 예를 들어, 청록색(cyan), 노란색(yellow) 및 자홍색(magenta)의 단위화소로 구성된 표시장치가 제공될 수 있으며, 이외에도 응용하고자 하는 분야에 적합하도록 상기 요소들의 구조를 적절히 변화시킬 수도 있다.
이하에서는 도 2a 내지 2d를 참조하여 일 실시예에 따른 유기발광 다이오드 컬러 표시장치의 나선광결정층 및 컬러필터부의 제조공정을 설명하도록 한다.
도 2a를 참조하면, 제공된 기판(210) 위에 배향층(220)을 형성하는 단계가 수행된다. 예를 들어, 유리 또는 플라스틱 등으로 이루어진 기판(210) 상에 용액 공정 혹은 진공 증착 공정을 통하여 나선광결정 배향층(220)을 형성할 수 있다. 나선광결정 배향층은 러빙, 광배향 또는 다른 적당한 방식으로 나선광결정 패턴의 정렬 방향을 정의할 수 있다. 배향층(220)은 예컨대 폴리이미드, 실리콘 산화물과 같이 박막 형성이 용이하고, 추가적인 공정을 통해 분자 정렬 방향을 정의할 수 있는 물질로 이루어질 수 있다.
도 2b 내지 2d를 참조하면, 배향층(220) 상에 나선광결정 패턴들(231-233)을 형성하는 단계가 수행된다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 배향층(220) 상에 용액 공정 등을 통해 카이랄 반응성 메소겐(230)을 도포한 후 광 마스크(240) 공정과 광경화 과정을 거쳐 나선광결정 패턴(231)을 형성할 수 있다. 이와 같은 공정을 반복하여 복수의 나선광결정 패턴(232, 233)을 형성할 수 있다. 카이랄 반응성 메소겐의 농도를 조절함으로써 나선광결정의 나선 주기를 변화시킬 수 있고, 이에 따라 각 패턴이 상이한 투과 특성을 갖도록 설계할 수 있다. 예컨대 나선광결정 패턴들(231-233)은 각각 노란색(Y), 청록색(C) 파장 중 나선선성과 반대인 원편광 성분을 투과시킬 수 있다.
도 3a 내지 3c는 일 실시예에 따라 제조된 나선광결정 패턴의 파장에 따른 광 투과율을 나타낸 것이다. 도 3a는 적색(R)에 해당하는 파장대역에서 선택 투과하도록 설계된 나선광결정 패턴의 파장별 광 투과율을 시뮬레이션을 통해 계산한 그래프이고, 도 3b 및 3c는 각각 녹색(G), 청색(B)에 해당하는 파장대역에서 선택 투과하도록 설계된 나선광결정 패턴의 파장별 광 투과율을 시뮬레이션을 통해 계산한 그래프들이다.
서로 상이한 나선주기를 갖는 카이랄 반응성 메소겐의 정의 정상 굴절률(ordinary refractive index: no)과 이상 굴절률(extraordinary refractive index: ne)값을 사용하여 유한차분시간영역법(finite-difference time-domain method: FDTD)을 이용한 시뮬레이션을 수행하였다. 광 반사율은 각각 R, G, B 파장대역에서 최대 약 50% 를 나타내지만, 이는 예시적인 것으로서, 광 반사 패턴의 반사율은 전술한 것에 한정되는 것은 아니며 광 반사 패턴의 구성 물질과 공정을 적절하게 조절하여 더 크게 얻어질 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 실시예에 따른 유기발광 다이오드 컬러 표시장치의 구조와 동작 원리에 대해 설명한다.
도 4는 일 실시예에 따른 나선광결정 기반 유기발광 다이오드 컬러 표시장치의 동작 원리를 나타낸다.
실시예의 구조에서, 광원부(110)는 백색 유기발광 다이오드(White OLED)로 구성될 수 있다. 컬러필터 패턴들(301-303)은 광원으로부터 출력되는 백색광을 선택적으로 투과시킴으로써 컬러를 구현한다. 도시된 것처럼, 컬러필터 패턴들(301-303)은 각각 적색, 녹색, 청색의 가시광을 투과시키고 나머지 파장대역의 광을 흡수함으로써 3색 컬러를 구현한다.
광원부(110)와 컬러필터 패턴들(301-303) 사이에는 빛을 선택적으로 투과할 수 있는 나선광결정 패턴들(231-233)이 형성된다. 광원부, 나선광결정 패턴 및 컬러필터 패턴은 하나의 단위화소를 구성하며, 각 단위화소마다 특정 컬러를 구현한다.
광원으로부터 출력된 백색광은 기판(210)을 지나 나선광결정 패턴(231-233)을 통과하며, 나선광결정 패턴들은 대응되는 파장대역에 해당하는 빛만을 선택적으로 투과시킨다. 예를 들면, 나선광결정 패턴(231)은 상부에 위치한 적색 가시광을 투과하는 컬러 필터 패턴(301)과 대응관계에 있고, 광원부(110)로부터 출력되는 백색광 중 적색광만을 선택적으로 투과시키고 나머지 파장대역의 빛은 줄인다. 이에 따르면 전체적인 출력 휘도는 다소 감소할 수 있으나, 기존의 유기발광 다이오드 표시장치에 비해 단일 색 순도를 크게 향상시킬 수 있다.
표시장치의 외부로 출력되는 빛의 세기는 광원에서 출력되는 빛의 세기에 따라 조절될 수 있다. 따라서 적색, 녹색, 청색 각각의 계조(grey level) 표현이 가능하며, 고 색순도의 컬러 이미지를 구현할 수 있다.
도 5a 내지 5c는 실시예에 따른 나선광결정 기반 백색 유기발광 다이오드 컬러 표시장치와 기존의 백색 유기발광 다이오드 표시장치의 R, G, B 컬러 스펙트럼을 시뮬레이션을 통해 비교한 그래프이다.
도 5a를 참조하면, 나선광결정 패턴을 구비한 백색 유기발광 다이오드 컬러 표시장치(WOLED-Ch(R)-CF(R))는 피크 파장이 620 nm로서 기존의 백색 유기발광 다이오드 표시장치(WOLED-CF(R)) 대비 선폭이 좁아졌음을 알 수 있다. 이는 구현하고자 하는 색상(적색) 이외의 불필요한 파장영역을 줄임으로써 더 높은 색 순도를 달성할 수 있다는 것을 의미한다.
마찬가지로, 도 5b는 피크 파장이 540 nm로서 기존의 표시장치에 비해 순도 높은 녹색을 구현하였음을 나타내고, 도 5c 또한 피크 파장이 460 nm로서 기존의 표시장치에 비해 선폭이 좁아져 순도 높은 청색을 구현하였음을 나타낸다.
이상에서 설명한 실시예에 따르면, 광원부와 컬러필터 사이에 특정 파장대역의 빛을 선택적으로 투과시키는 복수의 나선광결정 패턴이 구비된 유기발광 다이오드 컬러 표시장치가 제공된다. 상기 나선광결정층은 광원부에서 출력되는 백색광이 컬러필터에 도달하기 전에 특정 파장대역(예컨대 R, G, B)에 대해서만 선택적으로 투과시킴으로써 표시장치에서 출력되는 단일 색 순도를 향상시킬 수 있다. 또한, 용액 공정으로 나선광결정층을 제작할 수 있어 표시장치의 저가격화, 공정 단순화, 대면적화가 가능하다.
이상에서 살펴본 발명은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그러나, 이와 같은 변형은 본 발명의 기술적 보호범위 내에 있다고 보아야 한다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.
100: 백라이트 유닛
110: 광원부
120: 광변조기
200: 나선광결정층
210: 기판
220: 배향층
230: 카이랄 반응성 메소겐
231, 232, 233: 나선광결정 패턴
300: 컬러필터부
301, 302, 303: 컬러필터 패턴
240: 광 마스크

Claims (24)

  1. 광원부를 포함하는 백라이트 유닛;
    상기 백라이트 유닛 상부에 위치하며, 상기 광원부로부터 출력되는 특정 파장대역의 빛을 선택적으로 투과시키기 위한 복수의 나선광결정 패턴을 포함하는 나선광결정층; 및
    상기 나선광결정층 상부에 위치하며, 복수의 컬러필터 패턴을 포함하는 컬러필터부를 포함하되,
    상기 복수의 나선광결정 패턴은, 상기 광원부로부터 출력되는 빛을 상기 특정 파장대역에 대해서만 선택적으로 투과시키고 나머지 파장대역에 대해서는 반사함으로써, 각 컬러에 해당하는 출력 파장영역의 폭을 좁히고 해당 컬러의 색 순도를 향상시키도록 구성되며,
    상기 복수의 나선광결정 패턴 중 적어도 둘 이상은, 패턴의 두께 또는 나선주기가 상이하여 서로 다른 파장대역의 광을 반사하되,
    상기 백라이트 유닛은 상기 광원부로부터 출력되는 빛의 세기를 제어하기 위한 광변조기를 더 포함하고,
    상기 광변조기는 상기 복수의 컬러필터 패턴 및 상기 복수의 나선광결정 패턴과 함께 정렬되어 각 화소에 대하여 독립적으로 빛의 세기를 조절하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 나선광결정 기반 유기발광 다이오드 컬러 표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광원부는 백색광을 출력하도록 구성되는 유기발광 다이오드이고,
    상기 복수의 컬러필터 패턴은 상기 광원부로부터 출력되는 백색광을 특정 파장대역에 대해서만 선택적으로 투과시키고 나머지 파장대역에 대해서는 흡수함으로써 컬러를 구현하는 것을 특징으로 하는, 나선광결정 기반 유기발광 다이오드 컬러 표시장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 나선광결정 패턴은, 상기 나선주기에 따라 결정되는 입사광의 파장대역 및 나선선성과 반대가 되는 입사광의 편광 성분을 투과시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 나선광결정 기반 유기발광 다이오드 컬러 표시장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 복수의 나선광결정 패턴 각각은, 상부에 위치한 대응되는 컬러필터 패턴이 흡수하는 파장대역의 빛을 상기 백라이트 유닛 방향으로 반사하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 나선광결정 기반 유기발광 다이오드 컬러 표시장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 컬러필터 패턴 중 적어도 둘 이상은, 패턴의 두께 또는 광 투과 파장 영역이 서로 상이한 것을 특징으로 하는, 나선광결정 기반 유기발광 다이오드 컬러 표시장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 나선광결정층은, 상기 복수의 나선광결정 패턴을 지지하기 위한 기판, 및 상기 기판 상에 위치하며 상기 복수의 나선광결정 패턴의 초기 분자 배열을 정의하기 위한 배향층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 나선광결정 기반 유기발광 다이오드 컬러 표시장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 컬러필터부는, 상기 복수의 컬러필터 패턴들을 서로 분리하기 위한 광 차단 영역으로서 흑색 매트릭스 패턴을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 나선광결정 기반 유기발광 다이오드 컬러 표시장치.
  9. 삭제
  10. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 나선광결정 패턴은, 상기 기판의 표면에 수직한 방향으로부터 바라보았을 때 다각형 또는 곡선과 직선으로 이루어진 닫힌 도형 형상의 단면을 갖는 것을 특징으로 하는, 나선광결정 기반 유기발광 다이오드 컬러 표시장치.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 나선광결정 패턴 각각의 내부 분자 정렬은, 상기 기판에 수직한 방향을 축으로 나선 모양을 이루고 있는 것을 특징으로 하는, 나선광결정 기반 유기발광 다이오드 컬러 표시장치.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 나선광결정 패턴은 용액 공정으로 제작되는 것을 특징으로 하는, 나선광결정 기반 유기발광 다이오드 컬러 표시장치.
  13. 서로 상이한 파장대역의 빛에 대해 선택적 투과 특성을 갖는 복수의 나선광결정 패턴을 포함하는 나선광결정층을 제조하는 단계;
    상기 나선광결정층의 상부에 서로 상이한 광 투과 특성을 갖는 복수의 컬러필터 패턴을 포함하는 컬러필터부를 제조하는 단계; 및
    상기 나선광결정층의 하부에 광원부를 포함하는 백라이트 유닛을 부착하는 단계를 포함하되,
    상기 복수의 나선광결정 패턴은, 상기 광원부로부터 출력되는 빛을 특정 파장대역에 대해서만 선택적으로 투과시키고 나머지 파장대역에 대해서는 반사함으로써, 각 컬러에 해당하는 출력 파장영역의 폭을 좁히고 해당 컬러의 색 순도를 향상시키도록 구성되며,
    상기 복수의 나선광결정 패턴 중 적어도 둘 이상은, 패턴의 두께 또는 나선주기가 상이하여 서로 다른 파장대역의 광을 반사하되,
    상기 백라이트 유닛은 상기 광원부로부터 출력되는 빛의 세기를 제어하기 위한 광변조기를 더 포함하고,
    상기 광변조기는 상기 복수의 컬러필터 패턴 및 상기 복수의 나선광결정 패턴과 함께 정렬되어 각 화소에 대하여 독립적으로 빛의 세기를 조절하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 나선광결정 기반 유기발광 다이오드 컬러 표시장치의 제조방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 광원부는 백색광을 출력하도록 구성되는 유기발광 다이오드이고,
    상기 복수의 컬러필터 패턴은 상기 광원부로부터 출력되는 백색광을 특정 파장대역에 대해서만 선택적으로 투과시키고 나머지 파장대역에 대해서는 흡수함으로써 컬러를 구현하는 것을 특징으로 하는, 나선광결정 기반 유기발광 다이오드 컬러 표시장치의 제조방법.
  15. 삭제
  16. 제13항에 있어서,
    상기 복수의 나선광결정 패턴은, 상기 나선주기에 따라 결정되는 입사광의 파장대역 및 나선선성과 반대가 되는 입사광의 편광 성분을 투과시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 나선광결정 기반 유기발광 다이오드 컬러 표시장치의 제조방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 복수의 나선광결정 패턴 각각은, 상부에 위치한 대응되는 컬러필터 패턴이 흡수하는 파장대역의 빛을 상기 백라이트 유닛 방향으로 반사하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 나선광결정 기반 유기발광 다이오드 컬러 표시장치의 제조방법.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 복수의 컬러필터 패턴 중 적어도 둘 이상은, 패턴의 두께 또는 광 투과 파장 영역이 서로 상이한 것을 특징으로 하는, 나선광결정 기반 유기발광 다이오드 컬러 표시장치의 제조방법.
  19. 제13항에 있어서,
    상기 나선광결정층을 제조하는 단계는,
    상기 복수의 나선광결정 패턴을 지지하기 위한 기판을 제공하는 단계;
    상기 기판 상에 상기 복수의 나선광결정 패턴의 초기 분자 배열을 정의하기 위한 배향층을 형성하는 단계; 및
    상기 배향층 상에 서로 상이한 파장대역에 대한 선택적 투과 특성을 갖는 복수의 나선광결정 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 나선광결정 기반 유기발광 다이오드 컬러 표시장치의 제조방법.
  20. 제13항에 있어서,
    상기 컬러필터부는, 상기 복수의 컬러필터 패턴들을 서로 분리하기 위한 광 차단 영역으로서 흑색 매트릭스 패턴을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 나선광결정 기반 유기발광 다이오드 컬러 표시장치의 제조방법.
  21. 삭제
  22. 제19항에 있어서,
    상기 복수의 나선광결정 패턴은, 상기 기판의 표면에 수직한 방향으로부터 바라보았을 때 다각형 또는 곡선과 직선으로 이루어진 닫힌 도형 형상의 단면을 갖는 것을 특징으로 하는, 나선광결정 기반 유기발광 다이오드 컬러 표시장치의 제조방법.
  23. 제19항에 있어서,
    상기 복수의 나선광결정 패턴 각각의 내부 분자 정렬은, 상기 기판에 수직한 방향을 축으로 나선 모양을 이루고 있는 것을 특징으로 하는, 나선광결정 기반 유기발광 다이오드 컬러 표시장치의 제조방법.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 복수의 나선광결정 패턴은 용액 공정으로 제작되는 것을 특징으로 하는, 나선광결정 기반 유기발광 다이오드 컬러 표시장치의 제조방법.
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KR101989443B1 (ko) 2017-06-27 2019-06-17 서울대학교산학협력단 나선광결정 기반의 반사형 컬러 디스플레이 및 이의 제조 방법
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