KR20220020223A - 디스플레이 장치 - Google Patents

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KR20220020223A
KR20220020223A KR1020210105239A KR20210105239A KR20220020223A KR 20220020223 A KR20220020223 A KR 20220020223A KR 1020210105239 A KR1020210105239 A KR 1020210105239A KR 20210105239 A KR20210105239 A KR 20210105239A KR 20220020223 A KR20220020223 A KR 20220020223A
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emitting device
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KR1020210105239A
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홍대운
박상태
최수인
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엘지전자 주식회사
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Abstract

실시예들은 단일 광원으로 복수 개의 화소를 형성하는 디스플레이 장치에 관한 것으로, 예를 들어, 발광 소자, 광학 필터 모듈 및 프로세서를 포함한다.

Description

디스플레이 장치{DISPLAY DEVICE}
실시예들은 디스플레이 장치에 관한 것이다. 예를 들어, 실시예들은, LED(Light Emitting Diode) 또는 마이크로 LED(micro LED)를 이용한 디스플레이 장치에 적용될 수 있다.
최근에는 디스플레이 기술 분야에서 박형, 플렉서블 등의 우수한 특성을 갖는 디스플레이 장치가 개발되고 있다. 이에 반해, 현재 상용화된 주요 디스플레이는 LCD(Liquid Crystal Display), OLED(Organic Light Emitting Diodes), 및 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)로 대표되고 있다.
그러나, 나아가, 기존에 연구된 전체 화면 시분할 기술은 종래의 LCD 기술 한계에 따라 양산의 어려움이 있다.
한편, LED는 전류를 빛으로 변환시키는 것으로 잘 알려진 반도체 발광 소자로서, 1962년 GaAsP 화합물 반도체를 이용한 적색 LED가 상품화된 것을 시작으로 GaP:N 계열의 녹색 LED와 함께 정보 통신 기기를 비롯한 전자 장치의 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다.
최근, 이러한 발광 다이오드(LED)는 점차 소형화되어 마이크로미터 크기의 LED로 제작되어 디스플레이 장치의 화소로 이용되고 있다. 이와 같은 마이크로 LED 기술은 다른 디스플레이 소자/패널에 비해 저전력, 고휘도, 고신뢰성의 특성을 보이고, 유연 소자에도 적용 가능하다. 따라서, 최근 들어 연구 기관 및 업체에서 활발히 연구 되고 있다.
한편, LED의 크기가 작아짐에 따라, PCB 기판 상에 실장되는 LED의 개수를 증가시켜 고해상도를 구현하려는 시도가 있다.
그러나, LED의 개수가 증가함에 따라, LED를 구동하기 위한 드라이버 IC(driver IC) 의 개수도 증가하게 되어 구조가 복잡해지는 문제가 있다. 또한, LED의 개수가 증가함에 따라, PCB 기판의 두께가 두꺼워지는 문제가 있다.
상술한 문제점들을 해결하기 위하여, 실시예들은 동일한 해상도 디스플레이 모델에 비해 구조의 복잡도 및 제조 비용이 감소된 디스플레이 장치를 제공하는데 목적이 있다.
또한, 실시예들은 용도와 사양에 따라 물리적 해상도를 변경 가능한 디스플레이 장치를 제공하는데 목적이 있다.
또한, 실시예들을 통해 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 사항들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 이하 설명할 다양한 실시예들로부터 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 고려될 수 있다.
실시예들에 따르면, 기판 상에 배치되는 하나 또는 그 이상의 발광 소자; 하나 또는 그 이상의 발광 소자 상에 마련되어, 하나 또는 그 이상의 발광 소자로부터 방출되는 광을 조절하는 광학 필터 모듈; 및 하나 또는 그 이상의 발광 소자 및 광학 필터 모듈을 제어하는 프로세서; 를 포함하는, 디스플레이 장치를 제공한다.
실시예들에 따르면, 광학 필터 모듈은 복수 개의 단위 광학 필터를 포함하고, 복수 개의 단위 광학 필터 각각은 하나 또는 그 이상의 발광 소자 각각과 대응되도록 배치되는, 디스플레이 장치를 제공한다.
실시예들에 따르면, 복수 개의 단위 광학 필터 각각은 복수 개의 광학 필터를 포함하고, 프로세서는 복수 개의 광학 필터 각각이 독립적으로 온(on) 상태 또는 오프(off) 상태가 되도록 제어하고, 단위 광학 필터 각각에 포함되는 복수 개의 광학 필터 중 적어도 하나 이상이 온 상태가 되도록 제어하는, 디스플레이 장치를 제공한다.
실시예들에 따르면, 복수 개의 광학 필터는 온 상태인 제 1 광학 필터 및 제 1 광학 필터와 인접하여 배치되고 오프 상태인 제 2 광학 필터를 포함하고, 프로세서는 제 1 광학 필터가 오프 시작 상태로 진입하여 기 설정된 시간 동안 오프 상태로 변하는 경우, 제 1 광학 필터가 오프 상태로 진입함과 동시에 제 2 광학 필터가 온 상태로 진입하여 기 설정된 시간 동안 온 상태로 변하도록 제어하는, 디스플레이 장치를 제공한다.
실시예들에 따르면, 프로세서는 단위 광학 필터에 포함되는 복수 개의 광학 필터가 기 설정된 순서대로 온 상태 또는 오프 상태 중 적어도 하나가 되도록 제어하는, 디스플레이 장치를 제공한다.
실시예들에 따르면, 복수 개의 단위 광학 필터 각각은 n x n (이때, n은 2 이상의 정수) 의 형태로 배치되는 복수 개의 광학 필터를 포함하는, 디스플레이 장치를 제공한다.
실시예들에 따르면, 온 상태는 광학 필터의 투과율이 기 설정된 값 이상인 상태이고, 오프 상태는 광학 필터의 투과율이 기 설정된 값 미만인 상태인, 디스플레이 장치를 제공한다.
실시예들에 따르면, 프로세서는, 온 상태와 오프 상태 간 전환이 기 설정된 속도로 이루어지도록 상기 광학 필터를 제어하는, 디스플레이 장치를 제공한다.
실시예들에 따르면, 광학 필터 모듈이 발광 소자와 대면하는 제 1 면 상에 마련되고, 복수 개의 단위 광학 필터 사이를 구획하는 격벽; 을 더 포함하는, 디스플레이 장치를 제공한다.
실시예들에 따르면, 디스플레이 장치는, 하나 또는 그 이상의 발광 소자를 감싸고, 하나 또는 그 이상의 발광 소자와 광학 필터 모듈 사이에 마련되는 차단층; 을 더 포함하는, 디스플레이 장치를 제공한다.
실시예들에 따르면, 차단층은 UV(Ultra Violet) 레진 또는 열경화성 레진을 포함하는, 디스플레이 장치를 제공한다.
실시예들에 따르면, 차단층은 어두운 색으로 착색되고, 확산제를 포함하는, 디스플레이 장치를 제공한다.
실시예들에 따르면, 발광 소자는 적층형의 구조를 가지며, 상면에서 볼 때 발광 소자의 단면적의 중심과 단위 광학 필터의 단면적의 중심은 서로 일치하는, 디스플레이 장치를 제공한다.
실시예들에 따른 디스플레이 장치는 하나의 광원으로 다수의 화소를 구현할 수 있다.
실시예들에 따른 디스플레이 장치는 발광 소자의 숫자를 늘리지 않고 고해상도를 구현할 수 있다.
실시예들에 따른 디스플레이 장치는 용도와 사양에 따라 물리적 해상도를 변경할 수 있다.
실시예들에 따른 디스플레이 장치는 제조 비용 및 디스플레이 장치의 구조의 복잡도가 감소된다.
나아가, 실시예들에 따르면, 여기에서 언급하지 않은 추가적인 기술적 효과들이 있으며, 통상의 기술자는 명세서 및 도면의 전취지를 통해 이를 이해할 수 있다.
도 1은 실시예들에 따른 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치를 나타내는 개념도이다.
도 2는 실시예들에 따른 디스플레이 장치의 단면도이다.
도 3은 실시예들에 따른 디스플레이 장치의 구조도이다.
도 4는 실시예들에 따른 디스플레이 장치의 단면도를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 5는 실시예들에 따른 광학 필터 모듈의 상면 및 하면을 개략적으로 나타낸 측면도이다.
도 6은 실시예들에 따른 광학 필터 모듈의 상면도이다.
도 7은 실시예들에 따른 디스플레이 장치의 예시를 설명하는 도면이다.
도 8은 실시예들에 따른 디스플레이 장치의 다른 예시를 설명하는 도면이다.
도 9는 실시예들에 따른 디스플레이 장치의 또 다른 예시를 설명하는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예들을 설명함에 있어서 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 기술적 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 안된다.
또한, 층, 영역 또는 기판과 같은 요소가 다른 구성요소 "상(on)"에 존재하는 것으로 언급될 때, 이것은 직접적으로 다른 요소 상에 존재하거나 또는 그 사이에 중간 요소가 존재할 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
제1, 제2 등과 같은 용어는 실시예들의 다양한 구성요소들을 설명하기 위해 사용될 수 있다. 하지만 실시예들에 따른 다양한 구성요소들은 위 용어들에 의해 해석이 제한되어서는 안된다. 이러한 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위해 사용되는 것에 불과하다. 것에 불과하다. 예를 들어, 제1 사용자 인풋 시그널은 제2사용자 인풋 시그널로 지칭될 수 있다. 이와 유사하게, 제2사용자 인풋 시그널은 제1사용자 인풋시그널로 지칭될 수 있다. 이러한 용어의 사용은 다양한 실시예들의 범위 내에서 벗어나지 않는 것으로 해석되어야만 한다. 제1사용자 인풋 시그널 및 제2사용자 인풋 시그널은 모두 사용자 인풋 시그널들이지만, 문맥 상 명확하게 나타내지 않는 한 동일한 사용자 인풋 시그널들을 의미하지 않는다.
실시예들을 설명하기 위해 사용된 용어는 특정 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 사용되고, 실시예들을 제한하기 위해서 의도되지 않는다. 실시예들의 설명 및 청구항에서 사용된 바와 같이, 문맥 상 명확하게 지칭하지 않는 한 단수는 복수를 포함하는 것으로 의도된다. 및/또는 표현은 용어 간의 모든 가능한 결합을 포함하는 의미로 사용된다. 포함한다 표현은 특징들, 수들, 단계들, 엘리먼트들, 및/또는 컴포넌트들이 존재하는 것을 설명하고, 추가적인 특징들, 수들, 단계들, 엘리먼트들, 및/또는 컴포넌트들을 포함하지 않는 것을 의미하지 않는다. 실시예들을 설명하기 위해 사용되는, ~인 경우, ~때 등의 조건 표현은 선택적인 경우로만 제한 해석되지 않는다. 특정 조건을 만족하는 때, 특정 조건에 대응하여 관련 동작을 수행하거나, 관련 정의가 해석되도록 의도되었다.
나아가, 설명의 편의를 위해 각각의 도면에 대해 설명하고 있으나, 당업자가 적어도 2개 이상의 도면을 결합하여 다른 실시예를 구현하는 것도 본 발명의 권리범위에 속한다.
또한, 층, 영역 또는 기판과 같은 요소가 다른 구성요소 "상(on)"에 존재하는 것으로 언급될 때, 이것은 직접적으로 다른 요소 상에 존재하거나 또는 그 사이에 중간 요소가 존재할 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
실시예들을 통해 설명되는 디스플레이 장치는 단위 화소 또는 단위 화소의 집합으로 정보를 표시하는 모든 디스플레이 장치를 포함하는 개념이다. 따라서 완성품에 한정하지 않고 부품에도 적용될 수 있다. 예를 들어 디지털 TV의 일 부품에 해당하는 패널도 독자적으로 본 명세서 상의 디스플레이 장치에 해당한다. 완성품으로는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 피씨(Slate PC), Tablet PC, Ultra Book, 디지털 TV, 데스크 탑 컴퓨터 등이 포함될 수 있다.
그러나, 본 명세서에 기재된 실시예에 따른 구성은 추후 개발되는 새로운 제품 형태라도, 디스플레이가 가능한 장치에는 적용될 수도 있음을 본 기술 분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.
실시예들을 통해 언급된 반도체 발광 소자 또는 발광 소자는 전기를 광으로 변환하는 소자로서, 예를 들어, LED, 마이크로 LED 등을 포함하고, 혼용되어 사용될 수 있다. 또한, 반도체 발광 소자 또는 발광 소자는 광을 발하는 소자로서, 예를 들어, 백라이트(Back Light)와 같은 기능을 수행할 수 있다. 또한, 반도체 발광 소자 또는 발광 소자가 기판(예를 들어, PCB(Printed Circuit Board) 기판) 상에 마련되는 방법은, 실시예들을 통해 설명하는 구성에 한정되지 않으며, 예를 들어, 와이어 본딩 타입(wire bonding type), 플립 칩 타입(flip chip type) 및 TSV(Through silicon Vial) 타입 등을 포함하는 다양한 방법에 의해 기판 상에 마련될 수 있다.
도 1은 실시예들에 따른 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치를 나타내는 개념도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 디스플레이 장치(1000)의 프로세서(1500, 도 3 참조)에서 처리되는 정보는 플렉서블 디스플레이(flexible display)를 이용하여 표시될 수 있다.
플렉서블 디스플레이는, 예를 들어 외력에 의하여 휘어질 수 있는, 또는 구부러질 수 있는, 또는 비틀어질 수 있는, 또는 접힐 수 있는, 또는 말려질 수 있는 디스플레이를 포함한다.
나아가, 플렉서블 디스플레이는, 예를 들어 기존의 평판 디스플레이의 디스플레이 특성을 유지하면서, 종이와 같이 휘어지거나, 또는 구부리거나, 또는 접을 수 있거나 또는 말 수 있는 얇고 유연한 기판 위에 제작되는 디스플레이가 될 수 있다.
플렉서블 디스플레이가 휘어지지 않는 상태(예를 들어, 무한대의 곡률반경을 가지는 상태, 이하 제1상태라 한다)에서는 플렉서블 디스플레이의 디스플레이 영역이 평면이 된다. 제 1 상태에서 외력에 의하여 휘어진 상태(예를 들어, 유한의 곡률 반경을 가지는 상태, 이하, 제 2 상태라 한다)에서는 디스플레이 영역이 곡면이 될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 제 2 상태에서 표시되는 정보는 곡면상에 출력되는 시각 정보가 될 수 있다. 이러한 시각 정보는 매트릭스 형태로 배치되는 단위 화소(sub-pixel)의 발광이 독자적으로 제어됨에 의하여 구현된다. 단위 화소는, 예를 들어 하나의 색을 구현하기 위한 최소 단위를 의미한다.
플렉서블 디스플레이의 단위 화소는 반도체 발광 소자(1200, 도 2 참조)에 의하여 구현될 수 있다.
실시예들을 통해 언급된 반도체 발광 소자 또는 발광 소자는 전기를 광으로 변환하는 소자로서, 예를 들어, LED, 마이크로 LED 등을 포함하고, 혼용되어 사용될 수 있다. 또한, 반도체 발광 소자 또는 발광 소자는 광을 발하는 소자로서, 예를 들어, 백라이트(Back Light)와 같은 기능을 수행할 수 있다.
또한, 반도체 발광 소자 또는 발광 소자가 기판(예를 들어, PCB(Printed Circuit Board) 기판) 상에 마련되는 방법은, 실시예들을 통해 설명하는 구성에 한정되지 않으며, 예를 들어, 와이어 본딩 타입(wire bonding type), 플립 칩 타입(flip chip type) 및 TSV(Through silicon Vial) 타입 등을 포함하는 다양한 방법에 의해 기판 상에 마련될 수 있다.
발광 소자는 작은 크기로 형성되며, 이를 통하여 상기 제 2 상태에서도 단위 화소의 역할을 할 수 있게 된다.
이하에서는, A 를 확대하여, 실시예들에 따른 디스플레이 장치(1000)에 대해 상술한다.
도 2는 실시예들에 따른 디스플레이 장치의 단면도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 실시예들에 따른 디스플레이 장치(1000)는 기판(1100) 상에 배치되는 하나 또는 그 이상의 발광 소자(1200) 및 발광 소자(1200)를 구동하는 구동부(1400)를 포함한다.
실시예들에 따른 발광 소자(1200)는 기판(1100) 상에 기 설정된 간격으로 배치된다. 즉, 발광 소자(1200)는 기판(1100) 상에 실장되어, 예를 들어 구동부(1400)와 같은 외부 장치와 전기적으로 연결된다.
도 2에 도시하지는 않았으나, 발광 소자(1200)는 각각 단위 화소(sub-pixel)를 이루는 적색, 녹색 및/또는 청색 반도체 발광 소자일 수 있다. 예컨대, 적색, 녹색 및 청색 반도체 발광 소자(R, G, B)가 교대로 배치되고, 적색, 녹색 및 청색 반도체 발광 소자에 의하여 적색(Red), 녹색(Green) 및 청색(Blue)의 단위 화소들이 하나의 화소(pixel)를 이루며, 이를 통하여 풀 컬러 디스플레이를 구현할 수 있다.
도 2에 도시하지는 않았으나, 발광 소자(1200)는, 형광체 변환층이 개별 소자마다 구비된 백색 발광 소자일 수도 있다. 즉, 발광 소자(1200)는, 백색 발광 소자 상에 적색, 녹색 및/또는 청색 형광체 변환층이 구비되는 발광 소자일 수 있다.
도 2에 도시하지는 않았으나, 발광 소자(1200)는, 백색 발광 소자 상에 적색, 녹색 및/또는 청색이 반복되는 컬러 필터를 구비함으로써, 단위 화소를 구현할 수도 있다.
실시예들에 따른 기판(1100)은, 발광 소자(1200)에 대응되도록 회로, 배선, 전기 회로, 전극 패드 및/또는 전극 패턴이 인쇄된 기판으로서, 발광 소자(1200)에 전기 신호를 인가하는 인쇄 회로를 포함하는 기판이다. 예를 들어, 기판(1100)은, 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board, PCB)이다. 도 2에 도시하지는 않았으나, 기판(1100)의 하부에 별도의 인쇄 회로 기판을 포함하여도 된다.
실시예들에 따른 구동부(1400)는, 발광 소자(1200)의 구동을 제어한다. 구동부(1400)는 발광 소자(1200)의 온(on)/오프(off)에 대한 구동을 제어한다. 예를 들어, 구동부(1400)는 드라이버 IC(Driver IC)를 포함한다.
구동부(1400)는 발광 소자(1200)를 제어하기 위하여, 발광 소자(1200)가 배치되지 않은 기판(1100)의 일면에 마련된다. 즉, 구동부(1400)는 발광 소자(1200)가 배치된 기판(1100)의 상면이 아닌, 발광 소자(1200)가 배치되지 않은 기판(1100)의 후면에 마련된다. 그러나, 구동부(1400)의 위치는 이에 한정되는 것은 아니며, 발광 소자(1200)와 전기적으로 접속될 수 있는 어느 위치에나 마련될 수 있다. 예를 들어, 구동부(1400)는, 발광 소자(1200)가 배치된 기판(1100)의 일면 상에 마련되어, 발광 소자(1200)와 나란하게 배치될 수 있다.
디스플레이 장치(1000)는, 발광 소자(1200)의 크기가 작아지고, 발광 소자(1200) 간 간격이 좁아짐에 따라, 화소 간 밀집도가 상승하여, 고화질, 고해상도의 출력이 가능하다.
그러나, 발광 소자(1200)의 개수가 증가하면서, 발광 소자(1200)를 구동하기 위한 구동부(1400)의 개수도 증가하고 있다. 또한, 구동부(1400)와 발광 소자(1200)의 전기적 접속을 위한 회로, 배선, 전기 회로, 전극 패드 및/또는 전극 패턴의 개수가 증가하면서, 기판(1100)이 두꺼워지고 회로가 복잡해지는 문제가 있다. 이에 따라, 디스플레이 장치(1000)의 제조 비용이 상승하고 디스플레이 장치(1000)의 발열 특성이 악화되는 문제가 있었다.
따라서, 이하에서는, 발광 소자의 개수를 증가시키지 않으면서도 고해상도를 구현할 수 있는 디스플레이 장치에 대하여 상술한다.
도 3은 실시예들에 따른 디스플레이 장치의 구조도이다.
실시예들에 따른 디스플레이 장치(1000)는, 발광 소자(1200), 발광 소자(1200)로부터 방출 되는 광을 조절하는 광학 필터 모듈(1300) 및 발광 소자(1200)와 광학 필터 모듈(1300)을 제어하는 프로세서(1500)를 포함한다.
실시예들에 따른 발광 소자(1200)는, 도 2에서 설명한 바와 같이, 기판(1100) 상에 배치된다.
발광 소자(1200)는 기본적으로 프로세서(1500)에 의해 제어되나, 도 2에서 설명한 바와 같이, 구동부(1400)에 의해 제어될 수도 있다. 이때, 구동부(1400)는 프로세서(1500)에 의해 제어된다. 즉, 발광 소자(1200)는, 프로세서(1500)가 제어하는 구동부(1400)에 의하여 온(켜짐) 또는 오프(꺼짐) 상태로서 구동되거나, 또는 발광한다. 그러나, 도 3에서 점선으로 표시한 것과 같이, 디스플레이 장치(1000)는 구동부(1400)를 생략한 채로 구현될 수 있으며, 이 경우 프로세서(1500)가 해당 역할을 수행할 수 있다.
실시예들에 따른 광학 필터 모듈(1300)은 발광 소자(1200) 상에 마련되어, 발광 소자(1200)로부터 방출되는 광을 조절할 수 있다. 광학 필터 모듈(1300)은 광학 필터 모듈(1300)을 투과하는 광의 전부 또는 적어도 일부를 차단함으로써, 발광 소자(1200)로부터 방출되는 광을 조절할 수 있다. 광학 필터 모듈(1300)은, 예를 들어, 플리커(flicker)를 통해 발광 소자(1200)로부터 방출되는 광을 조절할 수 있다.
광학 필터 모듈(1300)은 단일 광원인 하나의 발광 소자(1200)으로부터 발하는 광에 대하여, 광의 일부를 차단 또는 투과시킴으로써, 복수 개의 화소로서 기능하도록 한다. 해당 내용은 도 4 내지 도 6에서 상술한다.
광학 필터 모듈(1300)은 하나 또는 그 이상의 단위 광학 필터(1310)를 포함한다. 단위 광학 필터(1310) 각각은 발광 소자(1200) 각각과 대응되도록 배치된다. 단위 광학 필터(1310) 각각은 복수 개의 광학 필터(1311)를 포함한다.
실시예들에 따른 복수 개의 광학 필터(1311) 들은 광학 필터(1311)를 지나는 광을 투과 또는 차단한다. 광학 필터(1311)는, 광학 필터(1311) 각각을 지나는 광의 양을 조절하기 위하여, 전기적 신호에 따라 투과율을 가변할 수 있다. 또는, 복수 개의 광학 필터(1311)들은 투명, 불투명을 개폐하는 장치에 의해 광학 필터(1311) 각각을 지나는 광의 양을 조절할 수 있다.
광학 필터(1311)는, 광을 투과하고자 하는 경우, 투과율을 높게 하여 광을 투과시키고, 광을 차단하고자 하는 경우, 투과율을 낮게 하여 광을 차단할 수 있다. 또한, 광학 필터(1311)는, 투과율을 적당히 갖도록 하여 광을 투과는 시키되 그 양을 적게 할 수 있다.
예를 들어, 광학 필터(1311)는, 발광 소자(1200)로부터 방출되는 광을 전부 투과시키기 위하여 제 1 투과율을 가질 수 있다. 또한, 광학 필터(1311)는, 발광 소자(1200)로부터 방출 되는 광을 전부 차단시키기 위하여 제 2 투과율을 가질 수 있고, 이때, 제 2 투과율을 제 1 투과율보다 낮은 투과율일 수 있다. 또한, 광학 필터(1311)는, 발광 소자(1200)로부터 방출 되는 광의 적어도 일부를 차단시키기 위하여 제 3 투과율을 가질 수 있고, 이때, 제 3 투과율은 제 1 투과율보다 낮은 투과율이면서 제 2 투과율보다 높은 투과율일 수 있다.
전기적 신호는 프로세서(1500)에 의해 제어된다.
이와 같은 구조를 통해, 하나의 발광 소자(1200)로부터 발하는 광은 광학 필터 모듈(1300)에 의해 복수 개의 화소로서 구동할 수 있다. 즉, 디스플레이 장치(1000)는 기판(1100)의 두께가 두꺼워지지 않으며, 구동부(1400)의 구성이 복잡해지는 일 없이, 하나의 발광 소자(1200)를 이용하여 복수 개의 화소를 구현할 수 있다.
하나의 발광 소자가 복수 개의 화소로 구현되는 점에 대하여, 이하에서 디스플레이 장치를 도시한 도면을 이용해 더 상세히 설명한다.
도 4는 실시예들에 따른 디스플레이 장치의 단면도를 개략적으로 나타낸 것이다.
실시예들에 따른 디스플레이 장치(1000)는, 발광 소자(1200), 발광 소자(1200)로부터 방출 되는 광을 조절하는 광학 필터 모듈(1300) 및 발광 소자(1200)와 광학 필터 모듈(1300)을 제어하는 프로세서(1500)를 포함한다.
실시예들에 따른 발광 소자(1200)는, 도 2에서 설명한 바와 같이, 기판(1100) 상에 배치된다.
발광 소자(1200)는 기판(1100) 상에 기 설정된 간격으로 배치되고, 예를 들어, 도 4에 도시한 바와 같이, d 만큼의 간격을 가지고 배치될 수 있다.
도 4에서 d는 인접한 발광 소자 중심을 기준으로 발광 소자 간의 거리를 나타내고 있으나, 기준은 이에 한정되지 않으며 기 설정된 간격으로 발광 소자가 배치되기만 하면 된다. 이때, 기 설정된 간격은 충분히 작은 간격일 수 있고, 또한, 발광 소자(1200)로부터 광이 충분히 퍼지도록 고려된 간격일 수 있다. 예를 들어, 기 설정된 간격은 인접한 발광 소자들 중에서 서로 마주보고 있는 측면 사이의 거리로서, 0.2mm일 수 있다.
발광 소자(1200) 사이의 간격이 충분한 거리를 갖도록 설계됨으로써, 디스플레이 장치(1000)는 하나의 발광 소자(1200)를 광원으로 이용하여 충분한 광이 퍼지게 함과 동시에, 복수 개의 광학 필터(1311, 도 3 참조)에 의해 복수 개의 서브 화소를 갖도록 구현될 수 있다.
발광 소자(1200)는 충분히 작은 크기를 가진다. 이를 통해 디스플레이 장치(1000)는 높은 사양의 고해상도 디스플레이를 구현할 수 있다. 예를 들어, 발광 소자(1200)는 상면에서 볼 때, 가로 0.2mm x 세로 0.2mm 의 단면적을 갖도록 설계될 수 있다. 그러나, 발광 소자(1200)의 크기는 이에 한정되지 않으며, 충분히 큰 사이즈를 가져도 된다. 이 경우, 하나의 발광 소자(1200)에 대응되는 단위 광학 필터(1310, 도 3 참조)에 포함되는 광학 필터들의 개수를 증가시킴으로써, 디스플레이 장치(1000)가 고해상도를 구현하도록 설계될 수 있다.
발광 소자(1200)는, 도 4에 도시한 바와 같이, 적층형 발광 소자를 포함한다. 즉, 발광 소자(1200)는 적, 녹, 청이 적층된 형태의 발광 소자일 수 있다. 이에 따라, 디스플레이 장치(1000)는 기판(1100) 상에 개별형 발광 소자와 같이 별도의 발광 소자가 놓여질 장치를 마련할 필요가 없다. 또한, 발광 소자(1200)로부터 방출되는 광이 광학 필터 모듈(1300)에 균일하게 도달할 수 있다.
발광 소자(1200)는 발광 소자(1200)의 단면적의 중심과 단위 광학 필터의 단면적의 중심이 일치하도록 기판(1100) 상에 배치된다. 이를 통해, 발광 소자(1200)는 광학 필터 모듈(1300)로 더 균일하게 광을 방출할 수 있다.
그러나, 발광 소자(1200)는, 도 4에 도시한 것과 달리, 개별형 발광 소자이어도 된다. 즉, 발광 소자(1200)는, 적, 녹, 청이 별도로 기판(1100) 상에 배치되어 하나의 발광 소자를 형성해도 된다. 이 경우, 디스플레이 장치(1000)는 발광 소자(1200) 자체에 의해 고휘도를 구현할 수 있다.
실시예들에 따른 광학 필터 모듈(1300)은, 발광 소자(1200) 상에 마련되어, 발광 소자(1200)로부터 방출되는 광을 조절한다. 도 4에서는, 광학 필터 모듈(1300)이 발광 소자(1200)와 접촉되지 않은 상태에서 발광 소자(1200) 상에 마련되는 상태를 도시하였다. 이와 같은 구조를 통해 발광 소자(1200)는 충분한 범위에 대해 광을 발할 수 있다. 나아가, 발광 소자(1200)와 광학 필터 모듈(1300) 간 간격에 의해, 광학 필터 모듈(1300)은 외부로부터의 충격으로부터 발광 소자(1200)로 전달되는 충격을 방지하고, 발광 소자(1200)를 보호할 수 있다.
그러나, 실시예들은 이에 한정되지 않으며, 광학 필터 모듈(1300)에 의해 발광 소자(1200)로부터 방출되는 광을 조절할 수 있는 구조이면 어떤 것이어도 된다. 예를 들어, 광학 필터 모듈(1300)은 발광 소자(1200)와 접촉한 상태에서 발광 소자(1200) 상에 마련되어도 된다. 이와 같은 구조를 통해 발광 소자(1200)로부터 방출되는 광을 더 선명하게 발할 수 있다. 또한, 디스플레이 장치(1000)는 더 얇은 두께를 가질 수 있고, 나아가, 발광 소자(1200)와 광학 필터 모듈(1300) 사이에 형성될 수 있는 이물질 등의 생성을 방지할 수 있다.
광학 필터 모듈(1300)은 하나의 발광 소자(1200)로부터 방출되는 광을 복수 개의 광으로 분할한다. 또한, 광학 필터 모듈(1300)은 분할된 광의 적어도 일부를 차단하고, 분할된 광의 또 다른 적어도 일부를 투과시킨다. 도 4에서, 1300 중 1311a는 광을 투과시키기 위하여, 투과율이 높아진 상태인 광학 필터 모듈(1300)의 일부를 도시한 것이고, 1311b는 광을 차단하기 위하여 투과율이 낮아진 상태인 광학 필터 모듈(1300)의 다른 일부를 도시한 것이다.
예를 들어, 도 4에 도시한 바와 같이, 발광 소자(1200)는 광(L1)을 발할 수 있다. 하나의 발광 소자(1200)에서 발해진 광(L1)은 광학 필터 모듈(1300)을 거쳐 투과된다. 이때, 광학 필터 모듈(1300)에 포함되는 광학 필터(1311a)에 의해 차단되지 않고 투과되는 광(L2)은 외부로 방출된다. 또한, 광학 필터 모듈(1300)에 포함되는 광학 필터(1311b)에 의해 차단되어 투과되지 못하는 광은 외부로 방출되지 않는다.
즉, 광학 필터 모듈(1300)은, 하나의 화소로서 기능하는 발광 소자(1200)에서 발하는 광의 일부를 차단 또는 투과시킴으로써, 복수 개의 화소로서 기능하도록 할 수 있다.
이와 같은 구조를 통해, 실시예들에 따른 디스플레이 장치(1000)는, 발광 소자의 개수를 증가시키지 않으면서도 더 많은 발광 소자를 갖는 것과 동일 또는 유사한 효과를 낼 수 있고, 고해상도를 구현할 수 있다. 또한, 디스플레이 장치(1000)는 구동부(1400) 및/또는 기판(1100)의 사양 변화 없이 고해상도를 구현할 수 있어, 비용적 측면과 발열 측면에서 유리하다.
즉, 실시예들에 따른 디스플레이 장치(1000)는 발광 소자의 크기가 미니 사이즈로서 100 ~ 500um 이하의 크기를 가지거나, 마이크로 사이즈로서 100um 이하의 크기에 해당하는 경우에도, 발광 소자의 개수를 증가시키지 않고 고해상도의 디스플레이를 제공할 수 있다. 또한, 디스플레이 장치(1000)는 발광 소자의 크기가 미니 사이즈보다 큰 크기를 갖는 경우에도, 고해상도의 디스플레이를 제공할 수 있다.
이하에서는, 실시예들에 따른 광학 필터 모듈의 구조 및 구동에 대하여 더 상세히 설명한다.
도 5는 실시예들에 따른 광학 필터 모듈의 상면 및 하면을 개략적으로 나타낸 측면도이다.
도 5에서 1300은 광학 필터 모듈, 1310은 단위 광학 필터, 1311은 광학 필터, 1320은 격벽, 1330은 보호층을 나타낸다.
실시예들에 따른 광학 필터 모듈(1300)은, 하나 또는 그 이상의 단위 광학 필터(1310)를 포함한다.
실시예들에 따른 단위 광학 필터(1310) 각각은 n x n 의 형태로 배치되는 복수 개의 광학 필터(1311)를 포함한다. 이때, n은 2 이상의 정수이다. 도 5에서는, n이 2 인 경우에 대하여 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 단위 광학 필터(1310)는 기판(1100), 발광 소자(1200) 및 광학 필터(1311)의 크기 및 배치와, 발광 소자(1200)의 밝기 등을 고려하여 적절한 개수에 의해 배치될 수 있다. 또한, 이러한 사항을 고려하여, 단위 광학 필터(1310)는 n x m의 형태로 배치되는 복수 개의 광학 필터(1311)를 포함하여도 된다. 이때, n과 m은 서로 다른 1 이상의 정수이다.
도 5의 (a)는 실시예들에 따른 광학 필터 모듈(1300)의 상면을 측면에서 나타낸 도면이다.
도 5의 (a)에 도시한 바와 같이, 광학 필터 모듈(1300)은 광학 필터 모듈(1300)을 둘러싸는 보호층(1330)을 더 포함한다. 보호층(1330)은 외부로부터 광학 필터 모듈(1300)이 손상을 입는 것을 방지한다. 또한, 보호층(1330)은 보호층에 의해 발광 소자(1200)가 손상을 입는 것을 방지한다.
도 5의 (a)에서는, 보호층(1330)이 광학 필터 모듈(1300)의 전면(全面)을 둘러싸도록 도시되었으나, 보호층(1330)은 광학 필터 모듈(1300)의 적어도 일부만을 보호하여도 된다.
보호층(1330)은 필름 형태로서 광학 필터 모듈(1330)에 부착된다. 또는, 보호층(1330)은 점착 또는 적층의 형태로 광학 필터 모듈(1330)에 형성된다. 또는, 보호층(1330)은 투명 폴리 이미드, 합성 수지 등을 이용하여 광학 필터 모듈(1330)에 코팅되어도 된다. 즉, 보호층(1330)은 광의 방출을 방해하지 않는 색을 가지면서 광학 필터 모듈(1330)을 보호할 수 있는 형태와 소재이면 어떤 것이어도 된다.
도 5의 (b)는 실시예들에 따른 광학 필터 모듈(1300)의 하면을 측면에서 나타낸 도면이다.
도 5의 (b)에 도시한 바와 같이, 광학 필터 모듈(1300)은 광학 필터 모듈(1330)의 하면에 격벽(1320)을 더 포함한다.
실시예들에 따른 격벽(1320)은 광학 필터 모듈이 발광 소자(1200, 도 4 참조)와 대면하는 면인 하면 상에 마련된다. 격벽(1320)은 복수 개의 단위 광학 필터(1310a, 1310b)를 구획하도록 형성된다. 즉, 격벽(1320)은, 복수 개의 단위 광학 필터(1310a, 1310b)의 경계에 마련된다. 또한, 격벽(1320)은, 도시하지는 않았으나, 복수 개의 발광 소자의 사이를 구획하도록 형성된다.
이에 따라, 격벽(1320)은 발광 소자 간 광 간섭이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
이하에서는, 광학 필터 모듈이 작동되는 과정에 대하여 더 상세히 설명한다.
도 6은 실시예들에 따른 광학 필터 모듈의 상면도이다.
실시예들에 따른 광학 필터 모듈(1300)은, 하나 또는 그 이상의 단위 광학 필터(1310)를 포함한다. 또한, 하나 또는 그 이상의 단위 광학 필터(1310) 각각은 복수 개의 광학 필터(1311a, 1311b, 1311c, 1311d)를 포함한다.
실시예들에 따른 광학 필터 모듈(1300)은, 도 3에서 설명한 바와 같이, 프로세서(1500, 도 3 참조) 및/또는 구동부(1400, 도 3 참조)에 의해 제어된다. 광학 필터 모듈(1300)은, 프로세서에 의해, 복수 개의 광학 필터(1311a, 1311b, 1311c, 1311d) 각각이 독립적으로 제어된다. 따라서, 광학 필터 모듈(1300)은, 인접하는 광학 필터(1311a, 1311b, 1311c, 1311d) 간에도 서로 다른 투과율을 가질 수 있다.
예를 들어, 도 6에 도시한 바와 같이, 단위 광학 필터(1310)에 포함되는 복수 개의 광학 필터들은 서로 다른 투과율을 갖는다. 또한, 복수 개의 광학 필터 중 광학 필터(1311a)는 제 1 투과율을 가지고, 광학 필터(1311b, 1311c, 1311d)는 제 2 투과율을 가질 수 있다. 또한, 복수 개의 광학 필터(1311a, 1311b, 1311c, 1311d) 중 적어도 하나 이상은 제 1 투과율을 가질 수 있다. 이때, 제 1 투과율은 제 2 투과율보다 투과율이 높다.
또는, 광학 필터 모듈(1300)은, 인접하는 광학 필터(1311a, 1311b, 1311c, 1311d) 간에 서로 같은 투과율을 가질 수도 있다.
예를 들어, 도 6에서 도시하지는 않았으나, 인접하는 광학 필터(1311a, 1311b, 1311c, 1311d)들은 모두 제 1 투과율을 가질 수 있다.
광학 필터 모듈(1300)은, 단위 광학 필터(1310)에 포함되는 복수 개의 광학 필터(1311a, 1311b, 1311c, 1311d) 중 적어도 하나 이상은 제 1 투과율을 갖고, 적어도 하나 이상은 제 2 투과율을 갖는다.
이때, 광학 필터(1311a, 1311b, 1311c, 1311d)들이 갖는 투과율은 제 1 투과율 및 제 2 투과율과 같이 2 가지로 한정되는 것은 아니다. 즉, 투과율은 제 1 투과율 보다 낮고 제 2 투과율보다 높은 제 3 투과율을 더 포함하여도 된다. 나아가, 투과율은 2 이상의 정수 개의 단계로 나누어져도 된다.
예를 들어, 기 설정된 투과율을 제 1 투과율과 제 2 투과율로 하는 경우, 제 1 투과율을 갖는 광학 필터(1311a)를 온(on) 상태에 있다고 하고, 제 2 투과율을 갖는 광학 필터(1311b, 1311c, 1311d)를 오프(off) 상태에 있다고 할 수 있다. 이 경우, 복수 개의 광학 필터(1311a, 1311b, 1311c, 1311d) 중 적어도 하나 이상은 온 상태에 있다고 할 수 있다.
그러나, 투과율의 종류가 더 다양한 경우, 복수 개의 광학 필터(1311a, 1311b, 1311c, 1311d)는 온과 오프 두 가지 상태로 이분화되지 않는다. 예를 들어, 복수 개의 광학 필터(1311a, 1311b, 1311c, 1311d)가 갖는 투과율이, 투과율이 높은 순서대로 제 1, 3, 2 투과율을 포함하는 경우, 제 1 투과율을 갖는 광학 필터는 온 상태에 있고, 제 2 투과율을 갖는 광학 필터는 오프 상태에 있고, 제 3 투과율을 갖는 광학 필터는 온/오프 상태에서 오프/온 상태로 진행 중인 상태에 있다고 할 수 있다.
온 상태에 있는 광학 필터(1311a)는 발광 소자(1200)로부터 발광된 광을 투과시킬 수 있다. 이때, 기 설정된 투과율에 따라, 온 상태에 있는 광학 필터(1311a)의 투과율은 0% 초과 100% 이하의 투과율을 가지고, 예를 들어, 100%의 투과율을 가질 수 있다.
오프 상태에 있는 광학 필터(1311b, 1311c, 1311d)는 발광 소자(1200)로부터 발광된 광을 차단할 수 있다. 이때, 기 설정된 투과율에 따라, 오프 상태에 있는 광학 필터(1311b, 1311c, 1311d)의 투과율은 0% 이상 100% 미만의 투과율을 가지고, 예를 들어, 0%의 투과율을 가질 수 있다.
광학 필터들이 모두 온 상태에 있거나, 광학 필터들의 적어도 일부가 온/오프 상태에서 오프/온 상태로 진행 중인 상태에 있는 경우에 대하여는 도 8 내지 도 9에서 상술한다.
이와 같이, 실시예들에 따른 광학 필터 모듈(1300)은, 프로세서(1500)의 전기적, 광학적 및/또는 자기적 신호에 의해 발광 소자(1200)로부터 방출되는 광을 조절 또는 제어할 수 있다.
광학 필터 모듈(1300)은, 프로세서에 의해, 제 1 투과율과 제 2 투과율 간 전환이 기 설정된 속도로 이루어지도록 제어된다. 즉, 광학 필터 모듈(1300)은, 프로세서에 의해, 온 상태와 오프 상태 간 전환이 기 설정된 속도로 이루어지도록 제어된다.
이때, 기 설정된 속도는, 광학 필터 모듈(1300)의 적어도 일부가 온 상태와 오프 상태 간 전환이 이루어지는 중임을 사람의 시각이 인식하지 못하는 속도이면 충분하다. 예를 들어, 기 설정된 속도는 60Hz, 144Hz, 240Hz일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
광학 필터 모듈(1300)은, 기 설정된 속도로 온 상태 및 오프 상태에 대한 전환을 기 설정된 순서 또는 임의의 순서에 따라 반복한다. 기 설정된 순서 또는 임의의 순서는, 디스플레이 장치(1000)를 통해 제공되는 영상이 표현되는 위치 또는 화소의 위치이다.
즉, 온 상태에 있는 광학 필터(1311a)는 영상이 표현되는 위치 또는 화소의 위치에 준하는 영상 데이터를 기반으로 발광 소자(1200)가 색상과 밝기를 출력하도록 한다.
이에 따라, 실시예들에 따른 디스플레이 장치(1000)는 사람의 눈이 인식하지 못하는 속도로 광을 투과 또는 차단함으로써, 하나의 발광 소자(1200)로부터 복수 개의 화소를 생성해낸 것과 동일 또는 유사한 효과를 제공한다. 즉, 사용자들은 광학 필터 모듈(1300)에 의해 분할되어 투과 또는 차단되는 광 각각을 하나의 화소로 인식한다. 이에 따라, 디스플레이 장치(1000)는 사용자들에게 고해상도의 디스플레이 영상 및/또는 이미지를 제공할 수 있다.
이하에서는, 광학 필터 모듈이 작동되는 예시들에 대하여 설명한다.
도 7은 실시예들에 따른 디스플레이 장치의 예시를 설명하는 도면이다.
실시예들에 따른 디스플레이 장치(1000)는 기판(1100) 상에 배치되는 발광 소자(1200), 발광 소자(1200)로부터 방출되는 광을 조절하는 광학 필터 모듈(1300) 및 디스플레이 장치(1000)에 포함되는 구성 요소들을 제어하는 프로세서(1500, 도 3 참조)를 포함한다.
디스플레이 장치(1000)는 복수 개의 발광 소자(1200) 중 적어도 일부를 감싸는 차단층(1600)을 더 포함할 수 있다. 차단층(1600)은 발광 소자(1200)의 측면의 일부 높이까지만 감싸도록 형성될 수 있다.
그러나, 도 7에 도시한 것과는 달리, 기판(1100) 상에 노출된 발광 소자(1200)의 모든 면을 감싸도록 형성되어도 된다. 이 경우, 차단층(1600)은 발광 소자(1200)와 광학 필터 모듈(1300) 사이에 마련된다. 광학 필터 모듈(1300)을 보호층(1330)이 감싸고 있는 경우, 차단층(1600)은 발광 소자(1200)와 보호층(1330) 사이에 마련된다.
차단층(1600)은 예를 들어, UV(Ultra Violet) 레진 또는 열경화성 레진을 포함할 수 있다. 또한, 차단층(1600)은 어두운 색으로 착색될 수 있다. 차단층(1600)은 발광 소자(1200) 사이의 광 간섭이 발생하지 않도록 한다.
차단층(1600)은 확산제(도시하지 않음)를 포함할 수 있다. 이를 통해, 차단층(1600)은 발광 소자(1200)로부터 방출되는 광이 광학 필터 모듈(1300)까지 균일하게 확산 및 산란하도록 돕는다. 확산제는, 예를 들어, SiO2, TiO2를 포함하나, 이에 한정되지 않으며, 광이 확산되도록 하는 도료나 비드이면 어떤 것이어도 된다.
이하, 도 7의 (a) 및 (b) 를 통해 복수 개의 광학 필터(1311a, 1311b)를 통해 복수 개의 화소를 표현하는 구조와 방법에 대하여 설명한다. 이때, 복수 개의 광학 필터는 제 1 광학 필터(1311a) 와 제 2 광학 필터(1311b)를 포함하고, 제 1 광학 필터(1311a) 및 제 2 광학 필터(1311b)는 단위 광학 필터(1310)에 포함되는 것을 예시로 하여 설명한다.
도 7의 (a)는 실시예들에 따른 디스플레이 장치(1000)로서, 단위 광학 필터(1310)의 적어도 일부가 온 상태인 것을 도시한 것이다.
예를 들어, 단위 광학 필터(1310)의 적어도 일부인 제 1 광학 필터(1311a)는 온 상태이고, 단위 광학 필터(1310)의 다른 적어도 일부인 제 2 광학 필터(1311b)는 오프 상태일 수 있다. 또한, 제 1 광학 필터(1311a) 와 제 2 광학 필터(1311b)는 서로 인접하게 배치될 수 있다.
도 7의 (b)는 실시예들에 따른 디스플레이 장치(1000)로서, 단위 광학 필터(1310)의 적어도 일부가 온 상태인 것을 도시한 것으로, 도 7의 (a)에서 기 설정된 시간이 지난 후를 도시한 것이다.
예를 들어, 단위 광학 필터(1310)의 적어도 일부인 제 2 광학 필터(1311b)는 온 상태이고, 단위 광학 필터(1310)의 다른 적어도 일부인 제 1 광학 필터(1311a)는 오프 상태일 수 있다. 또한, 제 1 광학 필터(1311a) 와 제 2 광학 필터(1311b)는 서로 인접하게 배치될 수 있다.
도 7의 (a)의 실시예로부터 기 설정된 시간이 지난 후, 온 상태이던 제 1 광학 필터(1311a)는 오프 상태로 전환되고, 오프 상태이던 제 2 광학 필터(1311b)는 온 상태로 전환된다. 이때, 제 2 광학 필터(1311b)는 제 1 광학 필터(1311a)가 오프 상태로의 전환이 완료된 후에 온 상태로의 전환을 시작한다.
즉, 단위 광학 필터(1310)에 포함되는 복수 개의 광학 필터들은 기 설정된 순서대로 온 상태 또는 적어도 오프 상태 중 적어도 하나가 될 수 있다. 이때, 단위 광학 필터(1310)에 포함되는 복수 개의 광학 필터들(예를 들어, 도 7에서는 4 개의 광학 필터들)은, 예를 들어, 시계 방향과 같이 기 설정된 순서대로 온 상태-오프 상태를 전환하며 발광 소자(1200)로부터 방출되는 광을 제어할 수 있다.
이때, 기 설정된 순서는, 시계 방향과 같이 일정한 규칙성을 가져도 되고, 임의의 규칙성을 가져도 된다. 기 설정된 순서는 디스플레이 장치(1000)를 통해 제공되는 영상과의 동기가 가능한 순서이면 어느 것이어도 된다.
즉, 디스플레이 장치(1000)는, 디스플레이 장치(1000) 전체에 의해 표시되는 디스플레이 화면이 아닌, 복수 개의 광학 필터(예를 들어, 1311a, 1311b)들을 포함하는 화소를 기준으로 순차 전환 되는 영상 정보를 제공한다.
이때, 디스플레이 장치(1000)는 프로세서에 의해 인간이 인지할 수 없을 정도의 빈도 주파수를 기준으로 하여 복수 개의 광학 필터(예를 들어, 1311a, 1311b)들을 순차 전환함으로써, 고해상도의 영상을 제공한다.
이하에서는, 광학 필터 모듈이 작동되는 다른 예시들에 대하여 설명한다.
도 8은 실시예들에 따른 디스플레이 장치의 다른 예시를 설명하는 도면이다.
실시예들에 따른 디스플레이 장치(1000)는 기판(1100) 상에 배치되는 발광 소자(1200), 발광 소자(1200)로부터 방출되는 광을 조절하는 광학 필터 모듈(1300) 및 디스플레이 장치(1000)에 포함되는 구성 요소들을 제어하는 프로세서(1500, 도 3 참조)를 포함한다.
실시예들에 따른 광학 필터 모듈(1300)은 복수 개의 광학 필터 중 적어도 일부를 포함하는 복수 개의 단위 광학 필터(1310)를 포함한다. 이때, 복수 개의 광학 필터는 제 1 광학 필터(1311a) 와 제 2 광학 필터(1311b)를 포함하고, 제 1 광학 필터(1311a) 및 제 2 광학 필터(1311b)는 단위 광학 필터(1310)에 포함되는 것을 예시로 설명한다.
도 7에서 설명한 것과 달리, 제 1 광학 필터(1311a) 및 제 2 광학 필터(1311b)의 온 상태 - 오프 상태 전환은 순차적으로 행해지지 않을 수 있다. 제 1 광학 필터(1311a)가 온 상태이고, 제 2 광학 필터(1311b)가 오프 상태인 경우, 각각의 광학 필터가 온 상태 - 오프 상태 전환하려는 경우에는 아래와 같이 구동할 수 있다.
제 1 광학 필터(1311a)는, 오프 상태로 전환되기 위하여 오프 시작 상태로 진입한다. 제 1 광학 필터(1311a)는 오프 시작 상태로 진입한 때로부터 오프 상태가 되기까지 기 설정된 시간을 소모한다. 이때, 오프 시작 상태는 온 상태가 오프 상태로 되기 위하여, 광학 필터의 투명도가 낮아지기 시작하는 상태를 의미한다.
제 2 광학 필터(1311b)는, 제 1 광학 필터(1311a)가 오프 시작 상태로 진입함과 동시에, 온 상태로 전환되기 위하여 온 시작 상태로 진입한다. 제 2 광학 필터(1311b)는 온 시작 상태로 진입한 때로부터 온 상태가 되기까지 기 설정된 시간을 소모한다. 이때, 온 시작 상태는 오프 상태가 온 상태로 되기 위하여, 광학 필터의 투명도가 높아지기 시작하는 상태를 의미한다.
제 1 광학 필터(1311a)가 상태 전환을 위해 소모하는 기 설정된 시간은, 제 2 광학 필터(1311b)가 상태 전환을 위해 소모하는 기 설정된 시간과 동일 또는 유사하다. 즉, 제 2 광학 필터(1311b)는 제 1 광학 필터(1311a)의 상태 전환이 완료되기 전에 상태 전환을 시작한다.
서로 인접한 광학 필터인 제 1 광학 필터(1311a)와 제 2 광학 필터(1311b)가 서로 연속적으로 온 상태 - 오프 상태의 전환을 행한다. 이에 따라, 실시예들에 따른 디스플레이 장치(1000)는 부드러운 영상 전환을 제공할 수 있다.
도 9는 실시예들에 따른 디스플레이 장치의 또 다른 예시를 설명하는 도면이다.
실시예들에 따른 디스플레이 장치(1000)는 기판(1100) 상에 배치되는 발광 소자(1200), 발광 소자(1200)로부터 방출되는 광을 조절하는 광학 필터 모듈(1300) 및 디스플레이 장치(1000)에 포함되는 구성 요소들을 제어하는 프로세서(1500, 도 3 참조)를 포함한다.
실시예들에 따른 광학 필터 모듈(1300)은 복수 개의 단위 광학 필터(1310a, 1310b, 1310c, 1310d)를 포함한다. 이하에서는, 설명의 편의를 위하여 각 단위 광학 필터를 제 1 단위 광학 필터(1310a), 제 2 단위 광학 필터(1310b), 제 3 단위 광학 필터(1310c) 및 제 4 단위 광학 필터(1310d)라고 칭한다.
도 7 내지 도 8에서 설명한 바와 달리, 단위 광학 필터(1310a, 1310b, 1310c, 1310d) 내에서 인접한 광학 필터들(1311, 도 5 참조)은 동시에 온 상태 또는 오프 상태에 있을 수 있다. 즉, 단위 광학 필터(1310a, 1310b, 1310c, 1310d) 각각이 하나의 화소처럼 취급될 수 있다.
예를 들어, 단위 광학 필터(1310a, 1310b, 1310c, 1310d) 각각은 다음과 같이 구동될 수 있다. 1 단위 광학 필터(1310a)는 온 상태에서 제 1 색 및 제 1 밝기를 투과한다. 제 2 단위 광학 필터(1310b)는 온 상태에서 제 2 색 및 제 2 밝기를 투과한다. 제 3 단위 광학 필터(1310c)는 온 상태에서 제 3 색 및 제 3 밝기를 투과한다. 제 4 단위 광학 필터(1310d)는 온 상태에서 제 4 색 및 제 4 밝기를 투과한다.
이때, 단위 광학 필터(1310a, 1310b, 1310c, 1310d) 각각은 동시에, 순차적으로, 및/또는 연속적으로 온 상태 - 오프 상태 전환을 시도한다. 제 1 색, 제 2 색, 제 3 색, 제 4 색은 모두 상이하거나 또는 적어도 일부가 동일한 색일 수 있다. 제 1 밝기, 제 2 밝기, 제 3 밝기, 제 4 밝기는 모두 상이하거나 또는 적어도 일부가 동일한 밝기일 수 있다.
실시예들에 따른 디스플레이 장치(1000)는 높은 해상도를 요구하지 않는 영상을 제공하는 경우, 복수 개의 광학 필터를 포함하는 하나의 단위 광학 필터(예를 들어, 1310a, 1310b, 1310c, 1310d)를 하나의 화소로서 취급하여 제어 및 구동한다. 이를 통해 디스플레이 장치(1000)는 높은 해상도를 제공하지 않으면서도 물리적으로 광량이 상승된 영상을 제공할 수 있다. 또한, 이 경우 디스플레이 장치(1000)를 소모되는 전력량이 감소되는 효과가 있다.
본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등의 용어들은 실시예들에 따른 다양한 구성 요소들을 설명하기 위해 사용될 수 있다. 하지만 실시예들에 따른 다양한 구성 요소들은 위 용어들에 의해 제한되어서는 안된다. 이러한 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위해 사용되는 것에 불과하다. 예를 들어, 제 1 학습 모델은 제 2 학습 모델로 지칭될 수 있고, 이와 유사하게 제 2 학습 모델은 제 1 학습 모델로 지칭될 수 있으며, 이와 같은 변경은 위에서 설명한 다양한 실시예의 범위에서 벗어나지 않는 것으로 해석되어야 한다. 제 1 학습 모델 및 제 2 학습 모델 모두 학습 모델들이지만, 문맥상 명확히 나타나지 않는 한, 동일한 가상 오브젝트로 해석되지 않는다.
나아가 본 명세서에서 "A 또는 B" 는 "A 및/또는 B"로 해석할 수도 있다. 예를 들어 "A 또는 B"는 1) A만 나타내는 경우, 2) B만 나타내는 경우 및/또는 3) A 그리고 B를 나타내는 경우를 의미할 수 있다. 다시 말하면, 본 명세서에서 "또는"은 "부가적으로 또는 대안적으로(additionally or alternatively)"를 의미할 수 있다.
즉, 본 명세서에서는 첨부된 도면을 참조하여 설명하였으나, 이는 실시예일뿐 특정 실시예에 한정되지 아니하며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형실시가 가능한 다양한 내용도 청구범위에 따른 권리범위에 속한다. 또한, 그러한 변형 실시들이 본 발명의 기술 사상으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 된다.
또한, 이상에서는 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해돼서는 안 될 것이다.
그리고, 당해 명세서에서는 물건 발명과 방법 발명이 모두 설명되고 있으며, 필요에 따라 양 발명의 설명은 보충적으로 적용될 수가 있다.
본 발명의 사상이나 범위를 벗어나지 않고 본 발명에서 다양한 변경 및 변형이 가능함은 당업자에게 이해된다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구항 및 그 동등 범위 내에서 제공되는 본 발명의 변경 및 변형을 포함하는 것으로 의도된다.
본 명세서에서 장치 및 방법 발명이 모두 언급되고, 장치 및 방법 발명 모두의 설명은 서로 보완하여 적용될 수 있다.
1000: 디스플레이 장치
1100: 기판
1200: 발광 소자
1300: 광학 필터 모듈
1400: 구동부
1500: 프로세서

Claims (13)

  1. 기판 상에 배치되는 하나 또는 그 이상의 발광 소자;
    상기 하나 또는 그 이상의 발광 소자 상에 마련되어, 상기 하나 또는 그 이상의 발광 소자로부터 방출되는 광을 조절하는 광학 필터 모듈; 및
    상기 하나 또는 그 이상의 발광 소자 및 상기 광학 필터 모듈을 제어하는 프로세서;
    를 포함하는,
    디스플레이 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학 필터 모듈은 복수 개의 단위 광학 필터를 포함하고,
    상기 복수 개의 단위 광학 필터 각각은 상기 하나 또는 그 이상의 발광 소자 각각과 대응되도록 배치되는,
    디스플레이 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수 개의 단위 광학 필터 각각은 복수 개의 광학 필터를 포함하고,
    상기 프로세서는 상기 복수 개의 광학 필터 각각이 독립적으로 온(on) 상태 또는 오프(off) 상태가 되도록 제어하고, 상기 단위 광학 필터 각각에 포함되는 복수 개의 광학 필터 중 적어도 하나 이상이 온 상태가 되도록 제어하는,
    디스플레이 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 복수 개의 광학 필터는 온 상태인 제 1 광학 필터 및 상기 제 1 광학 필터와 인접하여 배치되고 오프 상태인 제 2 광학 필터를 포함하고,
    상기 프로세서는 상기 제 1 광학 필터가 오프 시작 상태로 진입하여 기 설정된 시간 동안 오프 상태로 변하는 경우, 상기 제 1 광학 필터가 오프 상태로 진입함과 동시에 상기 제 2 광학 필터가 온 시작 상태로 진입하여 기 설정된 시간 동안 온 상태로 변하도록 제어하는,
    디스플레이 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 단위 광학 필터에 포함되는 복수 개의 광학 필터가 기 설정된 순서대로 온 상태 또는 오프 상태 중 적어도 하나가 되도록 제어하는,
    디스플레이 장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 복수 개의 단위 광학 필터 각각은 n x n (이때, n은 2 이상의 정수) 의 형태로 배치되는 복수 개의 광학 필터를 포함하는,
    디스플레이 장치.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 온 상태는 상기 광학 필터의 투과율이 기 설정된 값 이상인 상태이고, 상기 오프 상태는 상기 광학 필터의 투과율이 기 설정된 값 미만인 상태인,
    디스플레이 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 온 상태와 상기 오프 상태 간 전환이 기 설정된 속도로 이루어지도록 상기 광학 필터를 제어하는,
    디스플레이 장치.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 광학 필터 모듈이 상기 발광 소자와 대면하는 제 1 면 상에 마련되고, 상기 복수 개의 단위 광학 필터 사이를 구획하는 격벽;
    을 더 포함하는,
    디스플레이 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 디스플레이 장치는, 상기 하나 또는 그 이상의 발광 소자를 감싸고, 상기 하나 또는 그 이상의 발광 소자와 상기 광학 필터 모듈 사이에 마련되는 차단층;
    을 더 포함하는,
    디스플레이 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 차단층은 UV(Ultra Violet) 레진 또는 열경화성 레진을 포함하는,
    디스플레이 장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 차단층은 어두운 색으로 착색되고, 확산제를 포함하는,
    디스플레이 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광 소자는 적층형의 구조를 가지며,
    상면에서 볼 때 상기 발광 소자의 단면적의 중심과 상기 단위 광학 필터의 단면적의 중심은 서로 일치하는,
    디스플레이 장치.
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