KR20170019511A

KR20170019511A - 입체 영상표시장치

Info

Publication number: KR20170019511A
Application number: KR1020150112935A
Authority: KR
Inventors: 송동우; 도의두
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2015-08-11
Filing date: 2015-08-11
Publication date: 2017-02-22
Also published as: KR102449685B1

Abstract

본 발명은 입체 영상표시장치를 개시한다. 개시된 본 발명의 입체 영상표시장치는, 적색, 녹색 및 청색 서브 화소로 구성된 화소가 복수개 구획된 기판을 포함하고, 상기 기판 상에 배치된 어레이 층을 포함하며, 상기 어레이 층 상에 배치된 마이크로 패턴 층을 포함하고, 상기 화소들은 상기 마이크로 패턴 층 상에 서로 다른 방향으로 배치되고, 각 서브 화소들에 배치된 유기발광 다이오드를 포함함으로써, 휘도 저하 없이 입체 영상 또는 멀티 영상을 구현할 수 있는 효과가 있다.

Description

입체 영상표시장치{STEREOSCOPIC IMAGE DISPLAY DEVICE}

본 발명은 입체 영상표시장치에 관한 것이다.

최근, 3차원 입체영상에 대한 관심이 높아지면서 다양한 입체영상 표시장치가 개발되고 있다. 일반적으로 사람이 지각하는 입체감은 관찰하고자 하는 물체의 위치에 따른 수정체의 두께 변화 정도, 양쪽 눈과 대상물과의 각도 차이, 그리고 좌우 눈에 보이는 대상물의 위치 및 형태의 차이, 대상물의 운동에 따라 생기는 시차, 그 밖에 각종 심리 및 기억에 의한 효과 등이 복합적으로 작용해 생긴다. 그 중에서도 사람의 두 눈이 가로 방향으로 약 6~7㎝가량 떨어져 위치함으로써 나타나게 되는 양안 시차(binocular disparity)는 입체감의 가장 중요한 요인이라고 할 수 있다. 즉, 양안 시차로 인해 두 눈에 들어오는 이미지가 서로 다른 상을 갖게 되면 사람의 뇌는 이 두 개의 정보를 정확히 서로 융합하여 본래의 3D 입체 영상을 느낄 수 있게 되는 것이다.

양안시차를 이용한 입체영상 구현방법에는 안경방식과 무안경 방식이 있다. 안경 방식은 표시패널에 편광 방향이 서로 다른 좌우 시차 영상을 표시하고, 편광 안경 또는 액정셔터 안경을 사용하여 3D 영상을 구현한다. 이에 비해, 무안경 방식은 별도의 안경이 필요없는 방식으로 패럴랙스 배리어 타입(Parallax Barrier type)과 렌티큘라 타입(Lenticular type)이 있으며, 최근 이들에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

패럴랙스 배리어 타입의 입체 영상표시장치는 도 1과 같이 배리어 패널을 이용하여 이미지 패널로부터 입사되는 빛을 좌안 영상의 빛과 우안 영상의 빛으로 공간적으로 분리한다. 배리어 패널과 이미지 패널은 표시장치에 일체화될 수 있다.

배리어 패널은 이미지 패널로부터 입사되는 빛을 선택적으로 차단하기 위해 스위쳐블 배리어(switchable barrier)를 구비한다. 스위쳐블 배리어는 도 2와 같이 액정층(LC)과, 액정층(LC)을 사이에 두고 마주보도록 형성된 제1 전극패턴(E1)과 제2 전극패턴(E2)을 포함한다. 제1 전극패턴(E1)에는 액정층(LC)을 구동시키기 위한 구동전압이 인가되고, 제2 전극패턴(E2)에는 기준전압이 인가된다. 스위쳐블 배리어에서, 제1전극패턴(E1)에 인가되는 구동전압에 의해 액정층(LC)이 빛을 차단하도록 구동될 때 그 액정층(LC)은 차단 영역이 되고, 제1 전극패턴(E1)에 인가되는 구동전압에 의해 액정층(LC)이 빛을 투과하도록 구동될 때 그 액정층(LC)은 투과 영역이 된다.

이러한 배리어 패널 타입의 입체 영상표시장치는 표시패널 전면에 배리어 패널을 배치하기 때문에 휘도 저하가 발생되는 문제가 있다. 특히, 액정표시장치의 경우에는 배리어 패널에도 편광판이 부착되고, 좌안 영상과 우안 영상 모두 편광판을 투과하여 구현되는 영상이기 때문에 휘도 저하는 더욱 크게 나타난다.

예를 들어, 액정표시장치의 경우 2차원 영상을 구현하는데 77%의 투과율을 갖는다고 했을 때, 3차원 입체 영상을 구현하기 위해 배리어 패널을 부착하면 27% 투과율을 갖는다.

또한, 최근 평판표시장치로 각광 받고 있는 유기발광 표시장치(ORGANIC LIGHT EMITTING DISPLAY: OLED)는 액정표시장치와 달리 각 서브 픽셀에 스스로 빛을 내는 자체발광형 유기발광 다이오드가 배치되며, 별도의 편광판을 부착하지 않는다.

하지만, 유기발광 표시장치를 이용하여 3차원 입체 영상을 구현하거나 멀티 뷰(Multi-View) 영상을 구현하기 위해 배리어 패널을 부착하면, 액정표시장치에서 발생하던 휘도 저하 현상이 동일하게 발생된다.

본 발명은, 표시패널 내에 마이크로 패턴 층을 배치하고, 프리즘 패턴의 경사면에 유기발광 다이오드들을 배치하여, 배리어 패널 부착 없이 입체 영상 또는 멀티 영상을 구현할 수 있는 입체 영상표시장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은, 박막 트랜지스터가 배치된 어레이 층 상에 서로 다른 방향의 경사면을 갖는 프리즘 패턴들이 형성된 마이크로 패턴 층을 배치하고, 각각의 프리즘 패턴의 경사면들에 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 서브픽셀들로 구성된 단위 픽셀들을 배치함으로써, 휘도 저하 없이 입체 영상 또는 멀티 영상을 구현할 수 있는 입체 영상표시장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.

상기와 같은 종래 기술의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 입체 영상표시장치는, 적색, 녹색 및 청색 서브 화소로 구성된 화소가 복수개 구획된 기판을 포함하고, 상기 기판 상에 배치된 어레이 층을 포함하며, 상기 어레이 층 상에 배치된 마이크로 패턴 층을 포함하고, 상기 화소들은 상기 마이크로 패턴 층 상에 서로 다른 방향으로 배치되고, 각 서브 화소들에 배치된 유기발광 다이오드를 포함한다.

아울러, 상기 마이크로 패턴 층에는 서로 다른 경사 각도를 갖는 제1 경사면과 제2 경사면을 구비한 복수개의 프리즘 패턴들이 배치되고, 상기 유기발광 다이오드는 상기 제1 경사면과 제2 경사면에 배치되며, 상기 마이크로 패턴 층에는 경사 방향이 서로 다른 제1 면, 제2 면 및 제 3 면을 구비한 복수개의 요철 패턴들이 배치되고, 상기 유기발광 다이오드는 상기 제1 내지 제 3 면에 각각 배치되며, 상기 제1 면과 제2 면은 상기 제3 면을 사이에 두고 서로 대칭이고, 상기 마이크로 패턴 층의 재질은 아크릴(acryl)계 유기 화합물, BCB(benzo-cyclo-butene) 또는 PFCB(perfluorocyclobutane)들에서 선택된 어느 하나이며, 상기 마이크로 패턴 층의 재질은 산화 실리콘(SiO2) 또는 질화 실리콘(SiNx)임으로써, 배리어 패널 부착 없이 입체 영상 또는 멀티 영상을 구현할 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 따른 입체 영상표시장치는, 표시패널 내에 마이크로 패턴 층을 배치하고, 프리즘 패턴의 경사면에 유기발광 다이오드들을 배치하여, 배리어 패널 부착 없이 입체 영상 또는 멀티 영상을 구현할 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 따른 입체 영상표시장치는, 박막 트랜지스터가 배치된 어레이 층 상에 서로 다른 방향의 경사면을 갖는 마이크로 패턴 층을 배치하고, 각각의 프리즘 패턴의 경사면들에 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 서브픽셀들로 구성된 단위 픽셀들을 배치함으로써, 휘도 저하 없이 입체 영상 또는 멀티 영상을 구현할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 배리어 패널 타입의 입체 영상표시장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 종래 배리어 패널과 표시패널을 구비한 입체 영상표시장치를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 입체 영상표시장치의 표시패널 구조를 도시한 도면이다.
도 4는 상기 도 3의 표시패널에 형성된 마이크로 패턴 층의 프리즘 패턴을 확대한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 입체 영상표시장치의 표시패널 구조를 도시한 도면이다.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명에 배치되는 마이크로 패턴 층의 형성 공정을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 입체 영상표시장치의 블럭도이다.
도 8a 및 도 8b는 상기 도 3에 따른 본 발명의 입체 영상표시장치의 구동 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 상기 도 5에 따른 본 발명의 입체 영상표시장치의 구동 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10 및 도 11은 본 발명에 따른 입체 영상표시장치에 의해 구현된 영상들을 도시한 도면이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

본 명세서 상에서 언급한 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.

구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.

위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.

시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간 적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.

제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.

본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.

이하, 본 발명의 실시예들은 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 그리고 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 3은 본 발명에 따른 입체 영상표시장치의 표시패널 구조를 도시한 도면이고, 도 4는 상기 도 3의 표시패널에 형성된 마이크로 패턴 층의 프리즘 패턴을 확대한 도면이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 입체 영상표시장치는, 표시영역(AA: Active Area)과 상기 표시영역(AA) 둘레를 따라 비표시영역(NA: Non Active Area)으로 구분되는 표시패널을 포함한다.

상기 표시영역(AA)은 적색 서브 화소(R-SP), 녹색 서브 화소(G-SP), 청색 서브 화소(B-SP)가 하나의 단위 화소(P: Pixel)를 이루는 복수의 단위 화소들(P)이 배치되어 있다.

상기 표시패널의 표시영역에는 구동 스위칭 소자(DR-Tr)와 스위칭 소자(SW-Tr)로 동작하는 복수개의 박막 트랜지스터(TFT)들이 구비된 어레이 층(AL: Array Layer)이 제1기판(101) 상에 형성된다.

도면에는 도시하지 않았지만, 상기 표시영역(AA)은 복수개의 데이터라인(DL)과 스캔라인(SL) 및 전원라인(PL)이 교차 배열되어 서브 픽셀을 정의하고, 각각의 서브 픽셀 영역에는 스위칭 소자(SW-Tr)와 구동 스위칭 소자(DR-Tr)인 박막 트랜지스터(TFT) 들이 배치된다. 상기 구동 스위칭 소자(DR-Tr)는 유기발광 다이오드(114)와 전기적으로 연결된다.

상기 구동 스위칭 소자(DR-Tr)는 게이트전극(G), 액티브층(ACT), 소스전극(S), 드레인전극(D), 상기 게이트전극(G)의 상하에 게재된 제1 및 제2 절연층(103, 104)들을 포함한다.

상기 어레이 층(AL) 상에는 마이크로 패턴 층(106: Micro-Pattern Layer)이 배치되고, 상기 마이크로 패턴 층(106)은 복수개의 프리즘(Prism) 패턴들(106a)을 구비한다.

상기 프리즘 패턴(106a)은 제1 경사면(S1)과 제2 경사면(S2)을 구비하고, 제1 및 제2 경사면(S1, S2) 상에는 단위 화소(P: Pixel) 또는 복수개의 단위 화소(P)들이 구획되고, 상기 단위 화소(P)를 이루는 각각의 적색 서브 화소(R-SP), 녹색 서브 화소(G-SP) 및 청색 서브 화소(B-SP)에는 유기발광 다이오드(114)가 배치된다.

따라서, 상기 프리즘 패턴(106a)의 제1 경사면(S1)과 제2 경사면(S2)에 각각 배치된 유기발광 다이오드(114)는 서로 다른 방향으로 빛을 출사하여, 서로 다른 영상을 구현하도록 하였다.

즉, 본 발명의 입체 영상표시장치는, 상기 프리즘 패턴(106a)의 제1 경사면(S1)에 배치된 단위 화소(P)들에 의해 제1 영상(View1)이 디스플레이 되고, 제2 경사면(S2)에 배치된 단위 화소(P)들에 의해 제2 영상(View2)을 디스플레이 할 수 있다.

예를 들어, 상기 제1 영상(View1)은 관찰자의 우안에 맺히고, 상기 제2 영상(View2)은 관찰자의 좌안에 맺히게 하여 3차원 입체 영상을 구현하거나, 상기 제1 영상(View1)과 제2 영상(View)을 전혀 별개의 영상들로 하여 보는 방향에 따라 서로 다른 멀티 뷰(Multi-View) 영상을 구현할 수 있다.

상기 프리즘 패턴(106a)의 제1 및 제2 경사면(S1, S2)의 경사 각도는 꼭지점의 각도(θ) 조절에 의해 조절될 수 있다. 상기 프리즘 패턴(106a)의 꼭지점 각도(θ)가 커지면, 상기 제1 및 제2 경사면(S1, S2)의 어레이 층(AL) 표면을 기준으로 경사 각도는 작아지고, 상기 꼭지점 각도(θ)가 작아지면, 상기 제1 및 제2 경사면(S1, S2)의 경사 각도는 커진다.

따라서, 상기 제1 및 제2 경사면(S1, S2)의 경사 각도에 따라 상기 제1 및 제2 영상(View1, View2)에서 나오는 빛의 방향을 조절할 수 있기 때문에 3차원 입체 영상 또는 멀티 뷰 영상을 보려는 관찰자와 표시패널 사이의 거리도 조절할 수 있다.

또한, 상기 서브 화소 영역에 배치되는 유기발광 다이오드(114)는 애노드(Anode) 역할을 하는 제1 전극(111)과 캐소드(Cathode) 역할을 하는 제2 전극(113), 상기 제1 및 제2 전극들(111, 113) 사이에 배치된 유기발광층(112)을 포함한다.

상기 유기발광층(112)은 상기 적색 서브 화소(R-SP), 녹색 서브 화소(G-SP) 및 청색 서브 화소(B-SP)에 따라 각각 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 광을 출사하는 발광층을 사용한다.

상기 유기발광 다이오드(114)의 제1 전극(111)은 상기 프리즘 패턴(106a)의 제1 및 제2 경사면(S1, S2) 상에 형성되고, 각 서브 화소들은 뱅크층(117)에 의해 구획 된다. 따라서, 상기 서브 화소 영역과 대응되는 제1 전극(111) 상에는 뱅크층(117)이 배치되지 않는다.

또한, 상기 유기발광 다이오드(114)의 제1 전극(111)은 상기 프리즘 패턴(106a)의 제1 및 제2 경사면(S1, S2)을 따라 형성된 콘택홀(C: Contact Hole)을 통해 하부에 배치되어 있는 구동 스위칭 소자(DR-Tr)의 소스전극(S)과 연결되어 있다. 이때, 도면에서는 도시하지 않았지만, 구동 스위칭 소자(DR-Tr)의 드레인전극(D)은 전원전압(VDD)과 연결될 수 있다.

도면에서는 상기 구동 스위칭 소자(DR-Tr)의 소스전극(S)과 드레인전극(D)을 구분하였지만, 소스전극(S)과 드레인전극(D)은 서로 반대로 바뀌어 지칭될 수 있다.

즉, 상기 유기발광 다이오드(114)의 제1 전극(111)과 드레인전극(D)이 전기적으로 연결되면 상기 소스전극(S)은 전원전압(VDD)과 연결된다.

이와 같이, 본 발명에 따른 영상 표시장치는, 표시패널 내에 마이크로 패턴 층을 배치하고, 프리즘 패턴의 경사면에 유기발광 다이오드들을 배치하여, 배리어 패널 부착 없이 입체 영상 또는 멀티 영상을 구현할 수 있는 효과가 있다.

<입체 영상표시장치 제조방법>

본 발명의 입체 영상표시장치의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 투명성 절연기판으로된 제1 기판(101)을 제공하고, 상기 제1 기판(101) 상에 버퍼층(102)을 형성한 다음, 상기 제1 기판(101)의 전면에 반도체층을 형성하고, 포토리소그래피 공정과 식각 공정을 진행하여 구동 스위칭 소자(DR-Tr)의 액티브패턴(ACT)을 형성한다.

상기 반도체층은 비정질 실리콘 또는 결정질 실리콘일 수 있다. 또한, 상기 반도체층은 산화물 반도체층으로 형성할 수 있다.

상기 산화물 반도체층은 인듐(In), 아연(Zn), 갈륨(Ga) 또는 하프늄(Hf) 중 적어도 하나를 포함하는 비정질 산화물로 이루어질 수 있다. 예컨대 스퍼터링 (Sputtering) 공정으로 Ga-In-Zn-O 산화물 반도체를 형성할 경우, In2O3, Ga3O3 및 ZnO 로 형성된 각각의 타겟을 이용하거나, Ga-In-Zn 산화물의 단일 타겟을 이용할 수 있다. 또한, 스퍼터링 (Sputtering) 공정으로 hf-In-Zn-O 산화물 반도체를 형성할 경우, HfO2, In2O3 및 ZnO로 형성된 각각의 타겟을 이용하거나, Hf-In-Zn 산화물의 단일 타겟(Target)을 이용할 수 있다.

상기와 같이, 제1 기판(101) 상에 액티브패턴(ACT)이 형성되면, 제1 절연층(103)을 상기 제1 기판(101)의 전면에 형성하고, 계속해서 상기 제1 절연층(103) 상에 게이트 금속막을 스퍼터링(Sputtering) 공정으로 형성한다. 상기 제1 절연층(103)은 산화 실리콘(SiO2) 또는 질화 실리콘(SiNx)일 수 있다.

그런 다음, 포토리소그래피(Photolithograph) 공정과 식각 공정을 진행하여, 구동 스위칭 소자(DR-Tr)의 게이트 전극(G)을 형성한다. 또한, 상기 게이트 전극(G)과 연결된 스캔라인(미도시), 상기 스캔라인의 끝단과 연결되는 스캔라인 패드(미도시)를 형성한다.

상기 게이트 금속막은 알루미늄(aluminium; Al), 알루미늄 합금(Al alloy), 텅스텐(tungsten; W), 구리(copper; Cu), 니켈(nickel; Ni), 크롬(chromium; Cr), 몰리브덴(molybdenum; Mo), 티타늄(titanium; Ti), 백금(platinum; Pt), 탄탈(tantalum; Ta) 등과 같은 저저항 불투명 도전물질을 적어도 하나 이상 층으로 형성할 수 있다.

또한, 인듐-틴-옥사이드(Indium Tin Oxide; ITO), 인듐-징크-옥사이드(Indium Zinc Oxide; IZO) 등의 투명한 도전물질과 불투명 도전물질이 적층된 다층 구조로 형성할 수 있다.

위에서는 구동 스위칭 소자(DR-Tr)를 중심으로 형성하였지만, 입체 영상표시장치의 각 서브 화소 영역에는 스위칭 소자(SW-Tr)들이 복수개 배치되기 때문에 상기 구동 스위칭 소자(DR-Tr)의 게이트 전극(G) 형성시, 다른 스위칭 소자들의 게이트 전극도 함께 형성된다.

상기와 같이, 게이트전극(G)이 제1 절연층(103) 상에 형성되면, 상기 제1 기판(101)의 전면에 산화 실리콘(SiO2) 또는 질화 실리콘(SiNx)으로 구성된 제2 절연층(104)을 형성한다.

상기와 같이, 제2 절연층(104)이 제1 기판(101) 상에 형성되면, 마스크 공정을 진행하여 상기 구동 스위칭 소자(DR-Tr)의 액티브패턴(ACT) 일부를 노출하는 콘택홀 공정을 진행한다. 상기 콘택홀은 상기 게이트전극(G)을 사이에 두고 상기 액티브패턴(ACT)의 양측 가장자리 영역에 형성될 수 있다.

상기와 같이, 구동 스위칭 소자(DR-Tr)의 액티브패턴(ACT) 일부를 노출하는 콘택홀 공정이 완료되면, 상기 제1 기판(101)의 전면에 소스/드레인 금속막을 형성하고, 포토리소그래피 공정과 식각 공정으로 소스 및 드레인 전극(S, D)을 형성한다.

상기 소스전극(S)과 드레인전극(D)은 상기 제1 및 제2 절연층(103, 104)들에 형성된 콘택홀을 통하여 액티브패턴(ACT)과 전기적으로 연결된다.

상기 소스/드레인 금속막은 알루미늄(Al), 알루미늄 합금, 텅스텐(W), 구리(Cu), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 티타늄, 백금, 탄탈 등과 같은 저저항 불투명 도전물질을 사용할 수 있다. 또한, 인듐-틴-옥사이드, 인듐-징크-옥사이드와 같은 투명한 도전물질과 불투명 도전물질이 적층된 다층 구조로 형성할 수 있다.

또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 소스 및 드레인전극(S, D) 형성시, 데이터 라인(DL), 전원라인, 상기 데이터 라인(DL)의 끝단과 연결되는 데이터 패드 등이 동시에 형성된다.

상기와 같이, 구동 스위칭 소자(DR-Tr)를 포함하는 어레이 층(AL)이 상기 제1 기판(101) 상에 형성되면, 상기 어레이 층(AL) 상에 제1 및 제2 경사면(S1, S2)을 구비한 프리즘 패턴(106a)들이 형성된 마이크로 패턴 층(106)을 형성한다.

상기 마이크로 패턴 층(106)은 아크릴(acryl)계 유기 화합물, BCB(benzo-cyclo-butene) 또는 PFCB(perfluorocyclobutane)와 같은 유기 절연재료로 형성하거나, 산화 실리콘(SiO2) 또는 질화 실리콘(SiNx)와 같은 무기 절연재료로 형성될 수 있다.

상기 마이크로 패턴 층(106)은 아래 도 6a 내지 도 6d에서 구체적으로 설명한다.

그런 다음, 상기 적색 서브 화소(R-SP), 녹색 서브 화소(G-SP) 및 청색 서브 화소(B-SP)와 대응되는 프리즘 패턴(106a)의 제1 및 제2 경사면(S1, S2) 상에 유기발광 다이오드(114)를 형성한다.

상기 유기발광 다이오드(114)는 상기 제1 기판(101) 상에 스퍼터링 방법으로 알루미늄(Al), 은(Ag) 또는 그 합금을 형성한 후에 포토리소그래피 공정과 식각 공정을 통해 적색 서브 화소(R-SP), 녹색 서브 화소(G-SP) 및 청색 서브 화소(B-SP) 단위로 애노드(Anode) 역할을 하는 제1 전극(111)을 형성한다.

상기 제1 전극(111)은 상기 프리즘 패턴(106a)의 제1 및 제2 경사면(S1, S2)에 형성된 콘택홀(C)을 통하여, 구동 스위칭 소자(DR-TFT)의 소스전극(S)과 전기적으로 연결된다.

상기와 같이, 프리즘 패턴(106a) 상에 제1 전극(111)이 형성되면, 상기 제1 기판(101)의 전면에 유기막을 형성한 다음, 상기 적색 서브 화소(R-SP), 녹색 서브 화소(G-SP) 및 청색 서브 화소(B-SP) 영역의 제1 전극(111)이 노출되도록 뱅크층(117)을 형성한다.

그런 다음, 상기 노출된 제1 전극(111) 상에 유기발광층(112)을 형성한다. 상기 유기발광층(112)은 열 증착(thermal evaporation) 공정으로 정공주입층 재료, 정공수송층 재료, 발광층 재료, 전자수송층 재료, 전자주입층 재료를 연속 증착하여 상기 제1 전극(111) 상에 순차적으로 정공주입층(HIL), 정공수송층(HTL), 발광층(EML), 전자수송층(ETL) 및 전자주입층(EIL)으로 형성된다.

상기 발광층(EML)은 적색 서브 화소(R-SP), 녹색 서브 화소(G-SP) 및 청색 서브 화소(B-SP)와 각각 대응되게 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 광을 발생하는 발광층을 형성한다.

상기와 같이, 유기발광층(112)이 상기 제1 기판(101) 상에 형성되면, 캐소드 역할을 하는 제2 전극(113)을 상기 제1 기판(101) 전면에 형성하여, 유기발광 다이오드(114)를 형성한다.

상기 제2 전극(113)은 상기 유기발광층(112)에서 발생하는 광을 투과할 수 있도록 투명성 도전물질막으로 형성되는데, 상기 투명성 도전물질막은 틴 옥사이드(Tin Oxide: TO), 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide: ITO), 인듐 징크 옥사이드(Indium Zinc Oxide: IZO), 인듐 틴 징크 옥사이드(Indium Tin Zinc Oxide: ITZO)일 수 있다.

상기와 같이, 제1 기판(101) 상에 유기발광 다이오드(114)가 형성되면, 보호층(202) 및 제2 기판(201)을 형성하여, 입체 영상표시장치를 완성한다. 상기 보호층(202)은 복수의 무기막과 유기막이 서로 교대로 적층될 수 있고, 상기 제2 기판(201)은 유리기판 또는 봉지층일 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 따른 입체 영상표시장치는, 표시패널 내에 마이크로 패턴 층을 배치하고, 프리즘 패턴의 경사면에 유기발광 다이오드들을 배치하여, 종래와 같은 배리어 패널 부착 없이 3차원 입체 영상을 구현하거나 멀티 영상을 디스플레이 할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 입체 영상표시장치는 유기발광 다이오드가 배치된 표시장치이고, 3차원 영상 또는 입체 영상을 구현하기 위해 편광판이 부착된 배리어 패널을 사용하지 않아 디스플레이 되는 영상의 휘도 저하를 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 입체 영상표시장치의 표시패널 구조를 도시한 도면으로서, 도시된 바와 같이, 어레이 층(AL)이 형성된 제1 기판(101) 상에 마이크로 패턴 층(116)이 형성되어 있다.

상기 마이크로 패턴 층(116)은 제1 내지 제3 면들(T1, T2, T3)을 구비한 요철 패턴(116a)들을 구비한다. 상기 요철 패턴(116a)의 제1면(T1)과 제2면(T2)은 상기 도 3의 프리즘 패턴의 면과 유사하게 소정의 경사각을 갖는 경사면으로 형성된다. 상기 제1 면(T1)과 제2 면(T2)은 상기 제3 면(T3)을 사이에 두고 대칭되는 구조를 갖는다.

반면, 상기 제3 면(T3)은 상기 제1 면(T1)과 제2 면(T2)의 가장자리에서 연속되면서, 상기 제1 기판(101)의 표면과 평행하다.

또한, 상기 요철 패턴(116a)의 제1 내지 제3 면들(T1, T2, T3) 상에는 적색 서브 화소(R-SP), 녹색 서브 화소(G-SP) 및 청색 서브 화소(B-SP) 단위로 유기발광 다이오드가 배치된다.

상기 요철 패턴(116a)의 제1 면(T1)과 제2 면(T2)은 서로 대칭되는 경사면으로 이루어져 있기 때문에 상기 제1 면(T1)과 제2 면(T2) 각각에 배치된 유기발광 다이오드(114)는 서로 다른 방향으로 빛을 출사하고, 이로 인하여 서로 다른 영상을 구현할 수 있다.

또한, 상기 제3 면(T3)은 상기 제1 면(T2)과 제2 면(T2) 사이에 위치하고, 상기 제1 기판(101)과 평행한 방향을 갖기 때문에 상기 제3 면(T3) 상에 배치되어 있는 유기발광 다이오드(114)에서 발생하는 빛은 상기 제1 기판(101)에 대해 수직한 방향으로 출사된다.

즉, 본 발명의 입체 영상표시장치는, 상기 요철 패턴(116a)의 제1 내지 제3면들(T1, T2, T3) 상에 배치되는 유기발광 다이오드들(114)은 서로 다른 방향으로 빛을 출사할 수 있어, 서로 다른 제1 내지 제3 영상(View1, View2, View3)들을 디스플레이 할 수 있다.

도 6a 내지 도 6d는 본 발명에 배치되는 마이크로 패턴 층의 형성 공정을 도시한 도면이다.

도 3 및 4와 함께 도 6a 내지 도 6d를 참조하면, 제1 층(L1)과 제2 층(L2)을 연속하여 형성한다. 상기 제1 및 제2 층(L1, L2)은 아크릴(acryl)계 유기 화합물, BCB(benzo-cyclo-butene) 또는 PFCB(perfluorocyclobutane)와 같은 유기 절연재료로 형성하거나, 산화 실리콘(SiO2) 또는 질화 실리콘(SiNx)와 같은 무기 절연재료로 형성될 수 있다.

그런 다음, 상기 제2 층(L2) 상에 감광막을 형성한 다음, 노광 및 현상 공정을 진행하여 감광막패턴(PR)을 형성하고, 감광막패턴(PR)을 마스크로 하여 상기 제2층(L2)을 식각한다. 따라서, 상기 감광막패턴(PR)과 제1 층(L1) 사이에는 패턴층(PL)이 형성된다.

상기와 같이, 제1 층(L1) 상에 감광막패턴(PR)과 패턴층(PL)이 형성되면, 이를 마스크로 하여 이방성 습식각(anisotropic wet etch) 공정을 진행하여, 프리즘 패턴(PS)들이 형성된 마이크로 패턴 층(MPL)을 형성한다.

도면에 도시된 바와 같이, 적층된 감광막패턴(PR)과 패턴층(PL)들 사이를 따라 소정의 경사면을 갖는 프리즘 패턴(PS)들이 형성된 것으로 볼 수 있다.

상기와 같이, 프리즘 패턴(PS)들이 형성되면, 감광막패턴(PR)과 패턴층(PL)을 제거하여 마이크로 패턴 층(MPL)을 형성한다.

이와 같이, 이방성 습식각 공정을 진행하여 유기막 또는 무기막 상에 다수의 프리즘 패턴(PS)들이 형성된 마이크로 패턴 층(MPL)을 형성할 수 있다.

상기와 같이, 프리즘 패턴(PS)들이 형성된 마이크로 패턴 층(MPL)이 형성되면, 도 3 및 도 4에서 설명한 바와 같이, 적색 서브 화소(R-SP), 녹색 서브 화소(G-SP) 및 청색 서브 화소(B-SP) 단위로 프리즘 패턴(PS)의 경사면들에 유기발광 다이오드를 형성한다.

도 7은 본 발명에 따른 입체 영상표시장치의 블럭도이고, 도 8a 및 도 8b는 상기 도 3에 따른 본 발명의 입체 영상표시장치의 구동 방법을 설명하기 위한 도면이며, 도 9는 상기 도 5에 따른 본 발명의 입체 영상표시장치의 구동 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 10 및 도 11은 본 발명에 따른 입체 영상표시장치에 의해 구현된 영상들을 도시한 도면이다.

도 7 내지 도 11을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상표시장치는 표시패널(100), 스캔 구동부(110), 데이터 구동부(120), 타이밍 콘트롤러(130), 멀티뷰 영상 생성부(140), 전원전압 공급부(160) 및 호스트 시스템(150) 등을 포함한다.

상기 표시패널(100)은 타이밍 콘트롤러(130)의 제어 하에 영상을 표시한다.

데이터 구동부(120)는 다수의 소스 드라이브 IC를 포함한다. 소스 드라이브 IC들은 타이밍 콘트롤러(130)로부터 입력되는 입체 영상 데이터(DATA')를 정극성/부극성 감마보상전압으로 변환하여 정극성/부극성 아날로그 데이터전압들을 발생한다. 상기 입체 영상 데이터(DATA')는 3차원 입체 영상을 구현하기 위한 영상 데이터들 또는 서로 다른 영상들을 하나의 영상 프레임에 디스플레이 하기 위한 멀티 뷰 영상 데이터들 일 수 있다.

소스 드라이브 IC들로부터 출력되는 정극성/부극성 아날로그 데이터전압들은 표시패널(100)의 데이터 라인(DL)들에 공급된다.

스캔 구동부(110)는 타이밍 콘트롤러(130)의 제어 하에 데이터전압에 동기되는 스캔 펄스를 표시패널(100)의 스캔 라인(SL)들에 순차적으로 공급한다.

스캔 구동부(110)는 쉬프트 레지스터, 쉬프트 레지스터의 출력신호를 서브 화소에 배치된 스위칭 소자의 구동에 적합한 스윙폭으로 변환하기 위한 레벨 쉬프터, 및 출력 버퍼 등을 각각 포함하는 다수의 스캔 드라이브 집적회로들로 구성될 수 있다.

타이밍 콘트롤러(130)는 멀티뷰 영상 생성부(140)로부터 출력된 입체 영상 데이터(DATA')와 타이밍 신호들에 기초하여 게이트 구동부 제어신호(GCS)를 스캔 구동부(110)로 출력하고, 데이터 구동부 제어신호(DCS)를 데이터 구동부(120)로 출력한다. 타이밍 신호들은 수직동기신호, 수평동기신호, 데이터 인에이블(data enable) 신호, 및 도트 클럭 등을 포함한다. 게이트 구동부 제어신호는 스타트 펄스(Start Pulse), 쉬프트 클럭(Shift Clock), 및 출력 인에이블신호(Output Enable) 등을 포함한다.

데이터 구동부 제어신호는 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse), 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock), 소스 출력 인에이블신호(Source Output Enable), 극성제어신호 등을 포함한다. 소스 스타트 펄스는 데이터 구동부(120)의 데이터 샘플링 시작 시점을 제어한다. 소스 샘플링 클럭은 라이징 또는 폴링 에지에 기준하여 데이터 구동부(120)의 샘플링 동작을 제어하는 클럭신호이다.

호스트 시스템(150)은 LVDS(Low Voltage Differential Signaling) 인터페이스, TMDS(Transition Minimized Differential Signaling) 인터페이스 등의 인터페이스를 통해 영상 데이터(DATA)를 멀티뷰 영상 생성부(140)에 공급한다. 상기 영상 데이터(DATA)는 서로 다른 영상들에 대한 영상 데이터일 수 있다.

또한, 호스트 시스템(150)은 영상 데이터(DATA)를 기반으로 3차원(3D) 입체 영상 데이터(DATA') 변환을 진행하거나, 호스트 시스템(150)으로 공급되는 복수의 서로 다른 영상 데이터(DATA)를 상기 표시패널(100)에 동시에 공급하기 위한 멀티 뷰 영상 데이터로 변환한다.

상기 멀티뷰 영상 생성부(140)는 변환된 입체 영상 데이터(DATA')를 타이밍 콘트롤러(130)에 공급한다.

도 8a 및 도 8b는 도 3과 같은 유기발광 다이오드(OLED)가 배치된 표시패널(100)에 입체 영상 데이터(DATA')를 공급하는 경우를 도시하였다. 도 3에서 설명한 바와 같이, 프리즘 패턴(106a)의 제1 경사면(S1)에 적색 서브 화소(R-SP), 녹색 서브 화소(G-SP) 및 청색 서브 화소(B-SP)로 구성된 제1 화소(P1)가 형성되고, 제2 경사면(S2)에도 동일한 형태로 제2 화소(P2)가 형성된다.

상기 멀티뷰 영상 생성부(140)로부터 공급되는 입체 영상 데이터(제1 및 제2 영상 데이터(DATA'))는 제1 화소(P1)의 서브 화소들과 대응되는 데이터 라인(DL)과 제2 화소(P2)의 서브 화소들과 대응되는 데이터 라인들(DL)에 교대로 공급된다.

따라서, 제1 경사면(S1)에 배치된 제1 화소(P1), 제3 화소(P3),… 들에는 제1 영상 데이터가 공급되고, 제2 경사면(S2)에 배치된 제2 화소(P2), 제4 화소(P4),..들에는 제2 영상 데이터가 공급된다.

하지만, 도 8b와 같이, 제1 경사면(S1)과 제2 경사면(S2)에 각각 복수개의 화소들(P1, P2/P3, P4)이 배치되는 경우, 예를 들어 제1 경사면(S1)에 제1 및 제2 화소들(P1, P2)이 배치되고, 제2 경사면(S2)에 제3 및 제4 화소들(P3, P4)이 배치되는 경우에는 제1 및 제2 화소(P1, P2)에 제1 영상 데이터가 공급되고, 제3 및 제4 화소들(P3, P4)에 제2 영상 데이터가 공급될 수 있다.

따라서, 상기 프리즘 패턴(106a)의 제1 경사면(S1)에 배치된 화소들은 제1 영상 데이터에 의한 제1 영상(View1)을 디스플레이 하고, 제2 경사면(S1)에 배치된 화소들은 제2 영상 데이터에 의한 제2 영상(View2)을 디스플레이 한다.

상기 제1 및 제2 영상들(View1, View2)이 3차원(3D) 입체 영상을 구현하기 위해 변환된 데이터들일 경우에는 도 11에 도시된 바와 같이, 3차원 입체 영상이 디스플레이 된다.

즉, 상기 제1 및 제2 영상들(View1, View2)의 조합에 의해 하나의 영상을 구현하지만, 두 개의 영상들(View1, View2)의 조합으로 입체적인 영상이 디스플레이 된다. 이는 종래 기술에서 배리어 패널이 하는 기능과 유사하게 제1 영상(View1)과 제2 영상(View2)이 관찰자의 양안 중 좌 또는 우안에 교대로 인지되어 3차원 입체 영상을 구현되도록 한다.

하지만, 제1 및 제2 영상들(View1, View2)이 서로 다른 영상을 구현하기 위한 경우일 경우에는 도 10에 도시된 바와 같이, 서로 다른 제1 및 제2 영상이 디스플레이 된다. 따라서, 상기 프리즘 패턴의 제1 경사면(S1)과 제2 경사면(S2)과 마주하는 방향에 따라 서로 다른 영상을 볼 수 있다.

도 9는 상기 도 5의 실시예에 의한 표시패널에 멀티 뷰 영상 데이터(DATA')가 공급되는 경우이다. 입체 영상 데이터(DATA')에 포함되는 멀티 뷰 영상 데이터(DATA')는 3개의 서로 다른 제1 내지 제3 영상 데이터를 포함할 수 있다.

도 5의 요철 패턴(116a)은 제1 내지 제3 면들(T1, T2, T3)을 구비하고 있고, 도 8a 및 도 8b에서 설명한 방법에 따라, 제1 면(T1)에 배치된 화소들에 의해 제1 영상(View1)이 디스플레이 되고, 제2 면(T2)에 배치된 화소들에 의해 제2 영상(View2)이 디스플레이 되며, 제3 면(T3)에 배치된 화소들에 의해 제3영상(View3)이 디스플레이 된다.

도 10에 도시된 바와 같이, 상기 요철 패턴(116a)의 제1면(T1), 제2면(T2) 및 제3면(T3)에 대해 각각 마주하는 방향에 따라 서로 다른 제1 내지 제3 영상들(View1, View2, View3)을 볼 수 있다.

이상에서의 설명 및 첨부된 도면은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 나타낸 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 구성의 결합, 분리, 치환 및 변경 등의 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

101: 제1 기판
102: 버퍼층
103: 제1 절연층
104: 제2 절연층
106: 마이크로 패턴 층
106a: 프리즘 패턴
201: 보호막
202: 제2 기판
111: 제1 전극
112: 유기발광층
113: 제2 전극
114: 유기발광 다이오드

Claims

적색, 녹색 및 청색 서브 화소로 구성된 화소가 복수개 구획된 기판;
상기 기판 상에 배치된 어레이 층;
상기 어레이 층 상에 배치된 마이크로 패턴 층; 및
상기 화소들은 상기 마이크로 패턴 층 상에 서로 다른 방향으로 배치되고, 각 서브 화소들에 배치된 유기발광 다이오드를 포함하는 입체 영상표시장치.
제1항에 있어서,
상기 마이크로 패턴 층에는 서로 다른 경사 각도를 갖는 제1 경사면과 제2 경사면을 구비한 복수개의 프리즘 패턴들이 배치된 입체 영상표시장치.
제2항에 있어서,
상기 유기발광 다이오드는 상기 제1 경사면과 제2 경사면에 배치된 입체 영상표시장치.
제1항에 있어서,
상기 마이크로 패턴 층에는 경사 방향이 서로 다른 제1 면, 제2 면 및 제 3 면을 구비한 복수개의 요철 패턴들이 배치된 입체 영상표시장치.
제4항에 있어서,
상기 유기발광 다이오드는 상기 제1 내지 제 3 면에 각각 배치된 입체 영상표시장치.
제5항에 있어서,
상기 제1 면과 제2 면은 상기 제3 면을 사이에 두고 서로 대칭인 입체 영상표시장치.
제1항에 있어서,
상기 마이크로 패턴 층의 재질은 아크릴(acryl)계 유기 화합물, BCB(benzo-cyclo-butene) 또는 PFCB(perfluorocyclobutane)들에서 선택된 어느 하나인 입체 영상표시장치.
제1항에 있어서,
상기 마이크로 패턴 층의 재질은 산화 실리콘(SiO₂) 또는 질화 실리콘(SiN_x)인 입체 영상표시장치.