KR20140100793A - 자체발광 디스플레이 패널 및 이를 가지는 디스플레이장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시예에 따른 디스플레이장치는, 영상신호를 수신하는 신호수신부와; 신호수신부에 수신되는 영상신호를 기 설정된 영상처리 프로세스에 따라서 처리하는 신호처리부와; 신호처리부에 의해 처리되는 영상신호를 영상으로 표시하는 디스플레이 패널을 포함하며, 디스플레이 패널은, 글래스기판과; 제1전극층과; 제1전극층 및 글래스기판 사이에 배치된 제2전극층과; 제1전극층 및 제2전극층 사이에 개재되며, 제1전극층 및 제2전극층에 인가되는 전압에 의해 전달되는 정공 및 전자에 기초하여 복수 컬러의 광을 생성하고, 생성되는 광을 글래스기판을 향해 출사하는 발광층과; 글래스기판 상에 형성되며, 기 설정된 편광방향의 광을 투과시키도록 일 방향으로 연장된 선형격자를 가지는 선형격자층과; 제2전극층 및 선형격자층 사이에 개재되며, 입사되는 광의 위상을 지연시켜 출사하는 위상지연층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 판면 상에 영상을 표시하는 디스플레이 패널 및 이를 가지는 디스플레이장치에 관한 것으로서, 상세하게는 광을 제공하는 별도의 백라이트유닛 구조를 가지지 않고 자체적으로 생성하는 광에 의하여 영상을 표시하는 방식의 패널에 있어서, 외부로부터 패널 내로 입사된 외부광이 패널 내에서 반사되어 외부로 출사되는 것을 방지하는 구조의 자체발광 디스플레이 패널 및 이를 가지는 디스플레이장치에 관한 것이다.
디스플레이장치는 영상을 표시하는 디스플레이 패널을 구비하여 방송신호 또는 다양한 포맷의 영상신호/영상데이터를 표시할 수 있는 장치로서, TV 또는 모니터 등으로 구현된다. 이러한 디스플레이 패널은 그 특성에 따라서 액정 패널, 플라즈마 패널 등과 같은 다양한 구성 형식으로 구현되어 각종 디스플레이장치에 적용되고 있다.
디스플레이장치가 구비하는 디스플레이 패널은 광의 생성 방식에 따라서 수광 패널 구조와, 자체발광 패널 구조로 분류할 수 있다. 수광 패널 구조는 패널이 자체적으로 발광하지 않으므로, 광을 생성하여 패널에 공급하는 별도의 백라이트(backlight) 구성을 가지는 바, 예를 들면 액정 패널이 수광 패널 구조에 해당한다. 자체발광 패널 구조는 패널이 자체적으로 발광하므로 별도의 백라이트 구성을 필요로 하지 않는 바, 예를 들면 유기발광 다이오드(organic light emitting diode, OLED) 패널이 자체발광 패널 구조에 해당한다.
자체발광 디스플레이 패널은 내부에 광을 생성하는 발광층을 포함하는데, 이러한 발광층은 전체적으로 백색광을 방출하는 방식과, 각 서브픽셀 별로 RGB 컬러의 광을 각기 방출하는 방식이 있다. 후자의 방식의 패널은 전자의 방식의 패널과 달리, 발광층으로부터 RGB 컬러의 광이 서브픽셀 별로 방출되므로 컬러필터층을 필요로 하지 않지만, 외부광의 패널 내에 입사되어 반사됨으로써 콘트라스트의 저하를 발생시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 디스플레이장치는, 영상신호를 수신하는 신호수신부와; 상기 신호수신부에 수신되는 상기 영상신호를 기 설정된 영상처리 프로세스에 따라서 처리하는 신호처리부와; 상기 신호처리부에 의해 처리되는 상기 영상신호를 영상으로 표시하는 디스플레이 패널을 포함하며, 상기 디스플레이 패널은, 글래스기판과; 제1전극층과; 상기 제1전극층 및 상기 글래스기판 사이에 배치된 제2전극층과; 상기 제1전극층 및 상기 제2전극층 사이에 개재되며, 상기 제1전극층 및 상기 제2전극층에 인가되는 전압에 의해 전달되는 정공 및 전자에 기초하여 복수 컬러의 광을 생성하고, 상기 생성되는 광을 상기 글래스기판을 향해 출사하는 발광층과; 상기 글래스기판 상에 형성되며, 기 설정된 편광방향의 광을 투과시키도록 일 방향으로 연장된 선형격자를 가지는 선형격자층과; 상기 제2전극층 및 상기 선형격자층 사이에 개재되며, 입사되는 광의 위상을 지연시켜 출사하는 위상지연층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 선형격자는, 상기 선형격자층이 투과시키는 않는 편광방향의 광을 상기 디스플레이 패널의 내측으로 반사시키는 금속층을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 선형격자는, 상기 금속층에서 상기 위상지연층을 향하는 위치에 형성된 절연층을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 선형격자는, 상기 금속층 및 상기 글래스기판 사이에 개재되며 광을 흡수하는 재질을 포함하는 광흡수층을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 위상지연층은 광의 위상을 λ/4만큼 지연시킬 수 있다.
또한, 상기 선형격자층이 상기 기 설정된 편광방향의 광을 투과시키도록 상기 선형격자의 연장방향은 상기 편광방향에 따라서 결정될 수 있다.
또한, 상기 발광층은 서브픽셀 별로 RGB 컬러를 각기 생성할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 자체발광 디스플레이 패널은, 글래스기판과; 제1전극층과; 상기 제1전극층 및 상기 글래스기판 사이에 배치된 제2전극층과; 상기 제1전극층 및 상기 제2전극층 사이에 개재되며, 상기 제1전극층 및 상기 제2전극층에 인가되는 전압에 의해 전달되는 정공 및 전자에 기초하여 복수 컬러의 광을 생성하고, 상기 생성되는 광을 상기 글래스기판을 향해 출사하는 발광층과; 상기 글래스기판 상에 형성되며, 기 설정된 편광방향의 광을 투과시키도록 일 방향으로 연장된 선형격자를 가지는 선형격자층과; 상기 제2전극층 및 상기 선형격자층 사이에 개재되며, 입사되는 광의 위상을 지연시켜 출사하는 위상지연층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 선형격자는, 상기 선형격자층이 투과시키는 않는 편광방향의 광을 상기 디스플레이 패널의 내측으로 반사시키는 금속층을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 선형격자는, 상기 금속층에서 상기 위상지연층을 향하는 위치에 형성된 절연층을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 선형격자는, 상기 금속층 및 상기 글래스기판 사이에 개재되며 광을 흡수하는 재질을 포함하는 광흡수층을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 위상지연층은 광의 위상을 λ/4만큼 지연시킬 수 있다.
또한, 상기 선형격자층이 상기 기 설정된 편광방향의 광을 투과시키도록 상기 선형격자의 연장방향은 상기 편광방향에 따라서 결정될 수 있다.
또한, 상기 발광층은 서브픽셀 별로 RGB 컬러를 각기 생성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 디스플레이장치의 구성 블록도,
도 2는 도 1의 디스플레이 패널의 적층 구조를 개략적으로 나타내는 측단면도,
도 3은 도 2의 디스플레이 패널에 외부광이 입사한 이후에 각 단계 별로 편광특성이 변환하는 것을 설명하기 위한 예시도,
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 디스플레이 패널의 적층 구조를 개략적으로 나타내는 측단면도,
도 5는 도 4의 디스플레이 패널에서 선형격자층의 모습을 나타내는 요부 사시도,
도 6, 도 7 및 도 8은 도 4의 디스플레이 패널에서 각 선형격자의 구현 예시를 나타내는 측단면도,
도 9는 도 4의 디스플레이 패널에 외부광이 입사한 이후에 각 단계 별로 편광특성이 변환하는 것을 설명하기 위한 예시도이다.
도 2는 도 1의 디스플레이 패널의 적층 구조를 개략적으로 나타내는 측단면도,
도 3은 도 2의 디스플레이 패널에 외부광이 입사한 이후에 각 단계 별로 편광특성이 변환하는 것을 설명하기 위한 예시도,
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 디스플레이 패널의 적층 구조를 개략적으로 나타내는 측단면도,
도 5는 도 4의 디스플레이 패널에서 선형격자층의 모습을 나타내는 요부 사시도,
도 6, 도 7 및 도 8은 도 4의 디스플레이 패널에서 각 선형격자의 구현 예시를 나타내는 측단면도,
도 9는 도 4의 디스플레이 패널에 외부광이 입사한 이후에 각 단계 별로 편광특성이 변환하는 것을 설명하기 위한 예시도이다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다. 이하 실시예에서는 본 발명의 사상과 직접적인 관련이 있는 구성들에 관해서만 설명하며, 그 외의 구성에 관해서는 설명을 생략한다. 그러나, 본 발명의 사상이 적용된 장치 또는 시스템을 구현함에 있어서, 이와 같이 설명이 생략된 구성이 불필요함을 의미하는 것이 아님을 밝힌다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 디스플레이장치(1)의 구성 블록도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 디스플레이장치(1)는 영상신호를 수신하는 신호수신부(100)와, 신호수신부(100)에 수신되는 영상신호를 기 설정된 영상처리 프로세스에 따라서 처리하는 신호처리부(200)와, 신호처리부(200)에 의해 처리되는 영상신호를 영상으로 표시하는 디스플레이 패널(300)을 포함한다.
본 실시예에 따른 디스플레이장치(1)는 TV로 구현되는 경우를 고려할 수 있으나, 본 발명의 사상을 구현 가능한 디스플레이장치(1)의 구현 예시는 TV에 한정되지 않는다. 예를 들면, 본 발명의 사상은 외부로부터 공급되거나 또는 자체 내장된 영상신호/영상데이터에 기초한 영상을 표시할 수 있는 형식의 장치, 예를 들면 모니터, 휴대용 멀티미디어 플레이어, 모바일 폰 등, 영상을 표시 가능한 다양한 방식의 디스플레이장치(1)에 적용될 수 있다.
신호수신부(100)는 영상신호/영상데이터를 수신하여 신호처리부(200)에 전달한다. 신호수신부(100)는 수신하는 영상신호의 규격 및 디스플레이장치(1)의 구현 형태에 대응하여 다양한 방식으로 마련될 수 있다. 예를 들면, 신호수신부(100)는 방송국(미도시)으로부터 송출되는 RF(radio frequency)신호를 무선으로 수신하거나, 컴포지트(composite) 비디오, 컴포넌트(component) 비디오, 슈퍼 비디오(super video), SCART, HDMI(high definition multimedia interface), 디스플레이포트(DisplayPort), UDI(unified display interface), 또는 와이어리스(wireless) HD 규격 등에 의한 영상신호를 유선으로 수신할 수 있다. 신호수신부(100)는 영상신호가 방송신호인 경우, 이 방송신호를 채널 별로 튜닝하는 튜너(tuner)를 포함한다. 또는 신호수신부(100)는 네트워크를 통해 서버(미도시)로부터 영상데이터 패킷을 수신할 수도 있다.
신호처리부(200)는 신호수신부(100)에 수신되는 영상신호에 대해 다양한 영상처리 프로세스를 수행한다. 신호처리부(200)는 이러한 프로세스를 수행한 영상신호를 디스플레이 패널(300)에 출력함으로써, 디스플레이 패널(300)에 해당 영상신호에 기초하는 영상이 표시되게 한다.
신호처리부(200)가 수행하는 영상처리 프로세스의 종류는 한정되지 않는 바, 예를 들면 영상데이터의 영상 포맷에 대응하는 디코딩(decoding), 인터레이스(interlace) 방식의 영상데이터를 프로그레시브(progressive) 방식으로 변환하는 디인터레이싱(de-interlacing), 영상데이터를 기 설정된 해상도로 조정하는 스케일링(scaling), 영상 화질 개선을 위한 노이즈 감소(noise reduction), 디테일 강화(detail enhancement), 프레임 리프레시 레이트(frame refresh rate) 변환 등을 포함할 수 있다.
신호처리부(200)는 이러한 여러 기능을 통합시킨 SOC(system-on-chip), 또는 이러한 각 프로세스를 독자적으로 수행할 수 있는 개별적인 구성들이 인쇄회로기판 상에 장착됨으로써 영상처리보드(미도시)로 구현되어 디스플레이장치(1)에 내장된다.
디스플레이 패널(300)은 신호처리부(200)로부터 출력되는 영상신호에 기초하여 영상을 표시한다. 본 실시예에 따른 디스플레이 패널(300)은 액정 패널과 같은 비발광 패널 구조가 아닌, 자체 발광하는 패널 구조를 포함한다. 예를 들면, 디스플레이 패널(300)은 유기발광 다이오드(organic light emitting diode, OLED) 패널로 구현될 수 있다.
이하, 본 실시예에 따른 디스플레이 패널(300)의 구조에 관해 도 2를 참조하여 설명한다.
도 2는 디스플레이 패널(300)의 적층 구조를 개략적으로 나타내는 측단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 디스플레이 패널(300)은 제1글래스기판(310)과, 제1글래스기판(310)에 마주하게 배치된 제2글래스기판(320)과, 제1전극층(330)과, 제1전극층(330)에 마주하게 배치된 제2전극층(340)과, 제1전극층(330) 및 제2전극층(340) 사이에 개재된 발광층(350)과, 제1전극층(330) 및 발광층(350) 사이에 개재된 전자수송층(360)과, 발광층(350) 및 제2전극층(340) 사이에 개재된 정공수송층(370)과, 제2글래스기판(320) 상에 적층된 위상지연층(380)과, 위상지연층(380) 상에 적층된 편광층(390)을 포함한다.
이하 설명에서 상부/상측 및 하부/하측의 표현은, 디스플레이 패널(300)에서 출사되는 출사광의 진행방향을 따라서 구성요소들 간의 상대적인 배치 또는 적층 관계를 나타내기 위한 것이다. 예를 들면, 디스플레이 패널(300)에서 생성된 광이 도면에서 디스플레이 패널(300)의 상측으로 출사된다고 할 때, 디스플레이 패널(300)은 제1전극층(330)의 상측에 전자수송층(360), 발광층(350), 정공수송층(370), 제2전극층(340), 제2글래스기판(320), 위상지연층(380), 편광층(390)이 순차적으로 적층된 구조를 가진다.
이하, 디스플레이 패널(300)에서 광이 생성되는 구조에 관해 설명한다.
제1전극층(330) 및 제2전극층(340)은 각기 cathode 및 anode 층으로 구현된다. 제1전극층(330) 및 제2전극층(340) 각각에 대해 (-) 및 (+)의 전압이 인가됨에 따라서, 제1전극층(330)에서 전자가 발생하고 제2전극층(340)에서 정공이 발생한다. 전자수송층(360)은 제1전극층(330)의 전자를 발광층(350)으로 전달하며, 정공수송층(370)은 제2전극층(340)의 정공을 발광층(350)으로 전달한다.
이와 같이 발광층(350)에 각기 전달된 전자 및 정공은, 발광층(350)에서 엑시톤(exiton)을 형성한다. 엑시톤은 비금속 결정 내를 하나의 단위가 되어 자유롭게 이동 가능한 전자 및 정공의 결합체인 중성입자를 지칭한다. 엑시톤은 여기상태에서 기저상태로 바뀔 때에 광을 발생하는 바, 이에 따라서 발광층(350)은 광을 생성하여 출사한다.
OLED 패널 구조에서 발광층이 광을 생성하는 방식은 크게 두 가지로 분류할 수 있다. 하나는 발광층에서 백색광을 생성하는 경우로서, 이 경우에는 발광층 상측에 백색광을 RGB 컬러의 광으로 변환시키기 위한 컬러필터층을 필요로 한다.
다른 하나는 발광층이 RGB 컬러를 각기 생성하는 서브픽셀 단위로 구분되는 경우로서, 이 경우에는 발광층에서 각 컬러 별 광이 출사되므로 별도의 컬러필터층을 필요로 하지 않는다. 본 실시예에 따른 발광층(350)은 이와 같이 발광층(350)이 RGB 컬러의 광을 생성하는 구성인 바, 디스플레이 패널(300)에 별도의 컬러필터층이 적용되지 않는다.
발광층(350)의 발광 효율을 향상시키기 위해서는 정공 및 전자의 발생량 또는 전송량을 향상시킴으로써 달성할 수 있다. 이에, 디스플레이 패널(300)은 설계 방식에 따라서 제1전극층(330) 및 전자수송층(360) 사이에 개재된 전자주입층(electron injection layer)(미도시)과, 정공수송층(370) 및 제2전극층(340) 사이에 개재된 정공주입층(hole injection layer)(미도시)을 더 포함할 수도 있다.
그런데, 이러한 구조의 디스플레이 패널(300)은 외부광이 제2글래스기판(320)을 통해 디스플레이 패널(300) 내로 입사되면, 입사된 외부광이 디스플레이 패널(300) 내에서 반사되어 다시 디스플레이 패널(300) 밖으로 나올 수 있다. 이는 디스플레이 패널(300)에 표시되는 영상의 콘트라스트 비를 저하시키는 원인이 되며, 결과적으로 영상 품질을 저하시킬 수 있다.
이에, 본 실시예에서는 디스플레이 패널(300)에 편광층(390) 및 위상지연층(380)을 적용한다. 편광층(390)은 기 설정된 편광방향의 광만을 투과시키며, 위상지연층(380)은 입사되는 광의 위상을 λ/4만큼 지연시켜 출사시킨다. 여기서, λ는 광의 파장을 의미한다.
도 3은 외부광이 디스플레이 패널(300)에 입사한 이후에 각 단계 별로 편광특성이 변환하는 것을 설명하기 위한 예시도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 외부광은 외부로부터 편광층(390)으로 입사된 이후, 편광층(390), 위상지연층(380)을 통과한다. 위상지연층(380)을 통과한 외부광은 제2전극층(340) 또는 제1전극층(330)에 의해 반사되며, 다시 위상지연층(380)을 통과하고 편광층(390)에 도달한다.
외부광이 디스플레이 패널(300)에 입사한 이후의 각 단계는 광의 이동 순서에 따라서, 외부광이 디스플레이 패널(300) 밖에 있는 초기단계(S100), 외부광이 편광층(390)을 통과한 상태의 단계(S110), 외부광이 위상지연층(380)을 통과한 상태의 단계(S120), 외부광이 제1전극층(330) 또는 제2전극층(340)에 의해 반사되는 단계(S130), 반사된 외부광이 위상지연층(380)에 도달하기 이전 단계(S140), 외부광이 위상지연층(380)을 통과한 단계(S150), 외부광이 편광층(390)에 도달하여 입사된 단계(S160)로 편의상 구분할 수 있다.
초기단계(S100)에서 외부광은 원편광과, 선편광 P파 및 S파가 혼재된 상태이다. 편광층(390)은 특정 편광방향, 예를 들면 선편광 P파의 광만을 투과시키므로, 외부광이 편광층(390)을 통과한 단계(S110)에서는 선편광 P파의 광만이 존재한다.
위상지연층(380)은 광의 위상을 λ/4만큼 지연시키는 바, 위상지연층(380)을 통과한 단계(S120)에서, 선편광 P파의 광은 원편광의 광으로 변환된다. 이러한 원편광의 광은 제1전극층(330) 또는 제2전극층(340)에 의해 반사되며(S130), 다시 위상지연층(380)으로 향하는 동안(S140)에는 그 편광특성이 바뀌지 않는다.
원편광의 광이 위상지연층(380)을 통과하면(S150), 위상지연층(380)에 의해 원편광의 광은 선편광 S파의 광으로 변환된다. 그리고, 앞서 편광층(390)이 선편광 P파의 광만을 투과시키는 것으로 설명한 바, 선편광 S파의 광이 편광층(390)에 입사되면(S160), 선편광 S파의 광은 편광층(390)을 통과하지 못하므로 디스플레이 패널(300) 밖으로 출사되지 않는다.
즉, 상기한 구조에 따르면 디스플레이 패널(300)에 입사되는 외부광은 디스플레이 패널(300) 밖으로 반사되지 않으므로, 콘트라스트 비의 저하를 방지할 수 있다.
그러나, 편광층(390)에 의해 특정 편광방향의 광만을 투과시키는 이러한 구조는, 외부광 이외에 발광층(350)에서 생성되는 광에 대해서도 특정 편광방향의 광만을 투과시키게 된다. 즉, 편광층(390)으로 인해 디스플레이 패널(300)의 광효율이 50% 정도로 저하되는 문제점이 있다.
이에, 본 실시예에 따르면 다음과 같은 구성이 제안된다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 디스플레이 패널(400)의 적층 구조를 개략적으로 나타내는 측단면도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 디스플레이 패널(400)은 제1글래스기판(410)과, 제2글래스기판(420)과, 제1전극층(430)과, 제2전극층(440)과, 발광층(450)과, 전자전송층(460)과, 정공전송층(470)을 포함한다. 이상의 구성요소들은 앞선 제1실시예에서의 동명의 구성요소들과 동일한 기능을 수행하는 바, 자세한 설명을 생략한다.
추가적으로, 본 실시예에 따른 디스플레이 패널(400)은 제2글래스기판(420) 및 제2전극층(440) 사이에 개재된 선형격자층(480)과, 선형격자층(480) 및 제2전극층(440) 사이에 개재된 위상지연층(490)을 포함한다.
선형격자층(480)은 제2글래스기판(420)의 하판면 상에 일 방향으로 평행하게 연장된 복수의 선형격자를 포함한다. 여기서, 제2글래스기판(420)의 하판면은 제2글래스기판(420)에서 제2전극층(440)과 마주하는 판면을 의미한다. 각 선형격자는 제2전극층(440)을 향해 기 설정된 간격의 피치(pitch)를 가지고 상호 평행하게 배열된다.
위상지연층(490)은 제1실시예의 경우와 동일하게, 입사되는 광의 위상을 λ/4만큼 지연시켜 출사시킨다.
도 5는 디스플레이 패널(400)에서 선형격자층(480)의 모습을 나타내는 요부 사시도이다. 본 도면에서는 선형격자층(480)의 모습이 명확하게 나타나도록 제2글래스기판(420)의 하판면이 상측을 향하도록 표현된 것임을 밝힌다.
도 5에 도시된 바와 같이, 선형격자층(480)은 특정한 한 방향으로 연장된 바(bar) 형상을 가진 복수의 선형격자가 제2글래스기판(420)의 하판면 상에 평행하게 배열됨으로써 구현된다. 선형격자(481)는 기 설정된 높이(H), 폭(W) 및 피치(P)를 가지진다.
선형격자(481)의 피치(P)를 광의 1/2로 조절하면 회절파가 형성되지 않고 투과광 및 반사광만이 존재한다. 인접한 두 선형격자(481) 사이에는 슬릿(slit)이 형성되며, 입사광이 이 슬릿을 통과하면서 선형격자(481)의 연장방향에 수직한 제1편광방향에 따른 제1편광성분은 선형격자층(480)을 통과한다. 반면, 선형격자(481)의 연장방향에 평행한 제2편광방향에 따른 제2편광성분은 다시 반사된다. 즉, 이러한 선형격자(481) 구조에 의해 선형격자층(480)을 통과하는 광은 제1편광방향으로 편광 필터링된다.
즉, 선형격자(481)의 연장방향은 선형격자층(480)이 투과시키는 광의 편광방향에 따라서 결정된다.
선형격자(481)는 광을 반사시킬 수 있는 금속 물질을 포함한다. 따라서, 선형격자층(480)을 통과하지 못하는 광은 선형격자(481)에 의해 디스플레이 패널(400) 내로 반사되며, 제1전극층(430) 또는 제2전극층(440)에 의해 재반사됨으로써 발광층(450)에서 출사되는 광과 함께 다시 선형격자층(480)으로 전달된다. 즉, 선형격자층(480)은 투과하지 못하는 광을 흡수하는 제1실시예의 편광층(390, 도 2 참조)과 달리, 투과하지 못하는 광을 흡수하지 않고 재반사시킴으로서 광의 리사이클링(recycling)을 구현할 수 있다.
선형격자층(480)은 제2글래스기판(420) 상에 금속층을 증착시키고 나노 임프린트 리소그라피(nano imprint lithograpy, NIL)와 같은 공정으로 선형격자(481)를 패터닝(patterning)함으로써 형성되며, 이에 의하여 입사광의 편광방향이 격자에 평행할 경우에는 반사되는 반면, 격자에 수직할 경우에는 투과된다.
도 6, 도 7 및 도 8은 각 선형격자의 구현 예시를 나타내는 측단면도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 하나의 선형격자(510)는 제2글래스기판(420)의 하판면 상에, 광흡수층(511), 금속층(512) 및 절연층(513)이 디스플레이 패널(400) 내측을 향하는 방향을 따라서 순차적으로 적층됨으로써 구현된다.
광흡수층(511)은 제2글래스기판(420)을 통해 입사되는 외부광의 일부를 흡수한다. 광흡수층(511)은 AlAs, GaAs, InGaAs, GaP, GaN, InN, CdTe, Ni-P, 카본나노튜브(carbon nano tube), Ag2S, Cr2O3, 검은 페인트 등 다양한 재질을 포함한다.
금속층(512)은 광반사가 용이한 Au, Al, Cu, Ag 등의 금속 재질을 포함하며, 투과되지 않는 편광성분의 광을 디스플레이 패널(400)의 내측으로 반사시킨다.
절연층(513)은 금속층(512)을 보호하며, SiO2 등의 재질을 포함한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 하나의 선형격자(520)는 제2글래스기판(420)의 하판면 상에, 금속층(521) 및 절연층(522)이 순차적으로 적층됨으로써 구현될 수도 있다. 금속층(521) 및 절연층(522)에 관한 설명은 도 6에 도시된 금속층(512) 및 절연층(513)에 관한 설명과 실질적으로 동일하다.
도 8에 도시된 바와 같이, 하나의 선형격자(530)는 제2글래스기판(420)의 하판면 상에, 금속층(531)만을 포함할 수도 있다. 금속층(531)에 관한 설명은 도 6에 도시된 금속층(512)에 관한 설명과 실질적으로 동일하다.
이상 도 6 내지 도 8의 구현 예시에서도 알 수 있듯이, 각 예시 별 선형격자(510, 520, 530)은 광을 반사하기 위한 금속층(512, 521, 531)의 구성을 포함함으로써, 투과시키지 않는 편광방향의 광을 흡수하지 않고 반사시킬 수 있다.
도 9는 외부광이 디스플레이 패널(400)에 입사한 이후에 각 단계 별로 편광특성이 변환하는 것을 설명하기 위한 예시도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 외부광은 외부로부터 선형격자층(480)으로 입사된 이후, 선형격자층(480), 위상지연층(490)을 통과한다. 위상지연층(490)을 통과한 외부광은 제2전극층(440) 또는 제1전극층(430)에 의해 반사되며, 다시 위상지연층(490)을 통과하고 선형격자층(480)에 도달한다.
외부광이 디스플레이 패널(400)에 입사한 이후의 각 단계는 광의 이동 순서에 따라서, 외부광이 디스플레이 패널(400) 밖에 있는 초기단계(S200), 외부광이 선형격자층(480)을 통과한 상태의 단계(S210), 외부광이 위상지연층(490)을 통과한 상태의 단계(S220), 외부광이 제1전극층(430) 또는 제2전극층(440)에 의해 반사되는 단계(S230), 반사된 외부광이 위상지연층(490)을 통과한 상태의 단계(S240), 외부광이 선형격자층(480)에 도달하여 입사된 단계(S250)로 편의상 구분할 수 있다.
초기단계(S200)에서 외부광은 원편광과, 선편광 P파 및 S파가 혼재된 상태이다. 선형격자층(480)은 특정 편광방향, 예를 들면 선편광 P파의 광만을 투과시키므로, 외부광이 선형격자층(480)을 통과한 단계(S210)에서는 선편광 P파의 광만이 존재한다.
위상지연층(490)은 광의 위상을 λ/4만큼 지연시키는 바, 위상지연층(490)을 통과한 단계(S220)에서, 선편광 P파의 광은 원편광의 광으로 변환된다. 이러한 원편광의 광은 제1전극층(430) 또는 제2전극층(440)에 의해 반사된다(S230). 원편광의 광이 위상지연층(490)을 통과하면(S240), 위상지연층(490)에 의해 원편광의 광은 선편광 S파의 광으로 변환된다.
선편광 S파의 광이 선형격자층(480)에 입사되면(S250), 선형격자층(480)은 선편광 P파의 광만을 투과시키므로 선편광 S파의 광은 투과시키지 않는다. 여기서, 선형격자층(480)은 앞선 실시예에서 선편광 S파의 광을 흡수하는 편광층(380, 도 3 참조)과 달리, 선편광 S파의 광을 위상지연층(490)을 향해 반사시켜 외부로 출사되지 않도록 한다.
이러한 방법에 의해 외부광에 의한 표면 반사를 감소시키면서도 영상의 콘트라스트 비를 개선하고, 디스플레이 패널(400)의 광투과율을 향상시켜 영상의 휘도를 개선시킬 수 있다.
상기한 실시예는 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
1 : 디스플레이장치
400 : 디스플레이 패널
410 : 제1글래스기판
420 : 제2글래스기판
430 : 제1전극층
440 : 제2전극층
450 : 발광층
460 : 전자전송층
470 : 정공전송층
480 : 선형격자층
490 : 위상지연층
400 : 디스플레이 패널
410 : 제1글래스기판
420 : 제2글래스기판
430 : 제1전극층
440 : 제2전극층
450 : 발광층
460 : 전자전송층
470 : 정공전송층
480 : 선형격자층
490 : 위상지연층
Claims (14)
- 디스플레이장치에 있어서,
영상신호를 수신하는 신호수신부와;
상기 신호수신부에 수신되는 상기 영상신호를 기 설정된 영상처리 프로세스에 따라서 처리하는 신호처리부와;
상기 신호처리부에 의해 처리되는 상기 영상신호를 영상으로 표시하는 디스플레이 패널을 포함하며,
상기 디스플레이 패널은,
글래스기판과;
제1전극층과;
상기 제1전극층 및 상기 글래스기판 사이에 배치된 제2전극층과;
상기 제1전극층 및 상기 제2전극층 사이에 개재되며, 상기 제1전극층 및 상기 제2전극층에 인가되는 전압에 의해 전달되는 정공 및 전자에 기초하여 복수 컬러의 광을 생성하고, 상기 생성되는 광을 상기 글래스기판을 향해 출사하는 발광층과;
상기 글래스기판 상에 형성되며, 기 설정된 편광방향의 광을 투과시키도록 일 방향으로 연장된 선형격자를 가지는 선형격자층과;
상기 제2전극층 및 상기 선형격자층 사이에 개재되며, 입사되는 광의 위상을 지연시켜 출사하는 위상지연층을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치. - 제1항에 있어서,
상기 선형격자는, 상기 선형격자층이 투과시키는 않는 편광방향의 광을 상기 디스플레이 패널의 내측으로 반사시키는 금속층을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치. - 제2항에 있어서,
상기 선형격자는, 상기 금속층에서 상기 위상지연층을 향하는 위치에 형성된 절연층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치. - 제2항에 있어서,
상기 선형격자는, 상기 금속층 및 상기 글래스기판 사이에 개재되며 광을 흡수하는 재질을 포함하는 광흡수층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치. - 제1항에 있어서,
상기 위상지연층은 광의 위상을 λ/4만큼 지연시키는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치. - 제1항에 있어서,
상기 선형격자층이 상기 기 설정된 편광방향의 광을 투과시키도록 상기 선형격자의 연장방향은 상기 편광방향에 따라서 결정되는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치. - 제1항에 있어서,
상기 발광층은 서브픽셀 별로 RGB 컬러를 각기 생성하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치. - 자체발광 디스플레이 패널에 있어서,
글래스기판과;
제1전극층과;
상기 제1전극층 및 상기 글래스기판 사이에 배치된 제2전극층과;
상기 제1전극층 및 상기 제2전극층 사이에 개재되며, 상기 제1전극층 및 상기 제2전극층에 인가되는 전압에 의해 전달되는 정공 및 전자에 기초하여 복수 컬러의 광을 생성하고, 상기 생성되는 광을 상기 글래스기판을 향해 출사하는 발광층과;
상기 글래스기판 상에 형성되며, 기 설정된 편광방향의 광을 투과시키도록 일 방향으로 연장된 선형격자를 가지는 선형격자층과;
상기 제2전극층 및 상기 선형격자층 사이에 개재되며, 입사되는 광의 위상을 지연시켜 출사하는 위상지연층을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널. - 제8항에 있어서,
상기 선형격자는, 상기 선형격자층이 투과시키는 않는 편광방향의 광을 상기 디스플레이 패널의 내측으로 반사시키는 금속층을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널. - 제9항에 있어서,
상기 선형격자는, 상기 금속층에서 상기 위상지연층을 향하는 위치에 형성된 절연층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널. - 제9항에 있어서,
상기 선형격자는, 상기 금속층 및 상기 글래스기판 사이에 개재되며 광을 흡수하는 재질을 포함하는 광흡수층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널. - 제8항에 있어서,
상기 위상지연층은 광의 위상을 λ/4만큼 지연시키는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널. - 제8항에 있어서,
상기 선형격자층이 상기 기 설정된 편광방향의 광을 투과시키도록 상기 선형격자의 연장방향은 상기 편광방향에 따라서 결정되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널. - 제8항에 있어서,
상기 발광층은 서브픽셀 별로 RGB 컬러를 각기 생성하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널.
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