편광안경방식 입체영상표시장치(GLASS PATTERNED RETARDER STEREOSCOPIC 3D DISPLAY DEVICE)

(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 공개특허공보(A)
(11) 공개번호 10-2013-0036680
(43) 공개일자 2013년04월12일
(51) 국제특허분류(Int. Cl.)
G02B 27/26 (2006.01) H04N 13/04 (2006.01)
(21) 출원번호 10-2011-0100900
(22) 출원일자 2011년10월04일
심사청구일자 없음
(71) 출원인
엘지디스플레이 주식회사
서울특별시 영등포구 여의대로 128(여의도동)
(72) 발명자
정영진
서울특별시 서대문구 연희로 219 (연희동)
(74) 대리인
박장원
전체 청구항 수 : 총 12 항
(54) 발명의 명칭 편광안경방식 입체영상표시장치
(57) 요 약
본 발명의 편광안경방식 입체영상표시장치는 사각형 금속 격자(grid)로 편광 투명전극을 형성하는 한편, 상기 금
속 격자를 패터닝하여 영상패널의 영상 라인들 간에 수직한 편광을 형성하도록 함으로써 기존의 편광판 및 패턴
리타더(patterned retarder)를 대체하기 위한 것으로, 편광 투명전극을 구비하여 라인 별로 화소에 좌우 영상을
표시하는 영상패널; 및 상기 영상패널의 전면에 배치되어 상기 좌우 영상의 선편광을 서로 다른 원편광으로 변환
시키는 리타더를 포함하며, 상기 패턴 리타더는 상기 라인 별로 X, Y-방향에 대해 규칙적인 주기를 가진 금속 격
자들로 이루어져 상기 좌우 영상을 서로 다른 선편광으로 분리하는 것을 특징으로 한다.
대 표 도 - 도4
공개특허 10-2013-0036680
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특허청구의 범위
청구항 1
편광 투명전극을 구비하여 라인 별로 화소에 좌우 영상을 표시하는 영상패널; 및
상기 영상패널의 전면에 배치되어 상기 좌우 영상의 선편광을 서로 다른 원편광으로 변환시키는 리타더를 포함
하며, 상기 패턴 리타더는 상기 라인 별로 X, Y-방향에 대해 규칙적인 주기를 가진 금속 격자들로 이루어져 상
기 좌우 영상을 서로 다른 선편광으로 분리하는 것을 특징으로 하는 편광안경방식 입체영상표시장치.
청구항 2
제 1 항에 있어서, 상기 영상패널은 유기발광다이오드로 구성되는 것을 특징으로 하는 편광안경방식 입체영상표
시장치.
청구항 3
제 2 항에 있어서, 상기 영상패널은 기판 위에 형성된 상기 편광 투명전극과 음극 및 이들 사이에 형성된 유기
화합물층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 편광안경방식 입체영상표시장치.
청구항 4
제 1 항에 있어서, 상기 편광 투명전극은 X, Y-방향에 대해 규칙적인 주기를 가진 사각형 금속 격자들로 이루어
진 것을 특징으로 하는 편광안경방식 입체영상표시장치.
청구항 5
제 1 항에 있어서, 상기 편광 투명전극은 상기 X, Y-방향에 대해 각각 X, Y-주기를 가진 사각형 금속 격자들로
이루어진 것을 특징으로 하는 편광안경방식 입체영상표시장치.
청구항 6
제 5 항에 있어서, 상기 편광 투명전극은 상기 영상패널의 영상 라인들에 대응하여 광축이 서로 직교하도록 다
수의 금속 격자들로 이루어진 제 1 영역 및 제 2 영역을 구성하는 것을 특징으로 하는 편광안경방식 입체영상표
시장치.
청구항 7
제 6 항에 있어서, 상기 제 1 영역 및 제 2 영역은 각각 45° 및 135°의 광축을 가지는 것을 특징으로 하는 편
광안경방식 입체영상표시장치.
청구항 8
제 6 항에 있어서, 상기 제 1 영역의 규칙적 금속 격자들은 상기 영상패널의 우 영상(R영상)이 표시되는 라인과
대향하도록 배치되어 상기 R영상의 빛을 제 1 편광으로 변환시키는 것을 특징으로 하는 편광안경방식 입체영상
표시장치.
청구항 9
제 8 항에 있어서, 상기 제 2 영역의 규칙적 금속 격자들은 상기 영상패널의 좌 영상(L영상)이 표시되는 라인과
대향하도록 배치되어 상기 L영상의 빛을 상기 제 1 편광과 수직한 제 2 편광으로 변환시키는 것을 특징으로 하
는 편광안경방식 입체영상표시장치.
청구항 10
제 9 항에 있어서, 상기 편광 투명전극의 제 1 영역을 투과한 제 1 편광의 선편광은 상기 리타더를 거쳐 제 1
원편광의 빛으로 변화되는 것을 특징으로 하는 편광안경방식 입체영상표시장치.
공개특허 10-2013-0036680
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청구항 11
제 10 항에 있어서, 상기 편광 투명전극의 제 2 영역을 투과한 제 2 편광의 선편광은 상기 리타더를 거쳐 상기
제 1 원편광과 수직한 제 2 원편광으로 변환되는 것을 특징으로 하는 편광안경방식 입체영상표시장치.
청구항 12
제 1 항에 있어서, 상기 편광 투명전극은 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 구리(Cu), 니켈(Ni), 팔라
듐(Pd), 아연(Zn), 철(Fe), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 도핑된 반도체, 탄소 나노튜브(carbon nanotube), 풀러린
(fullerene), 전도성 플라스틱 및 전기전도성 복합재료 등으로 구성된 그룹 중에서 선택되는 어느 하나 이상을
포함하는 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 도전물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 편광안경방
식 입체영상표시장치.
명 세 서
기 술 분 야
본 발명은 편광안경방식 입체영상표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 편광안경을 이용하여 입체영상을 시[0001]
청할 수 있는 편광안경방식 입체영상표시장치에 관한 것이다.
배 경 기 술
3D 디스플레이(display)란 간단히 정의를 내리자면 "인위적으로 3D화면을 재생시켜 주는 시스템의 총체"라고 할[0002]
수 있다.
여기서, 시스템이란 3D로 보여질 수 있는 소프트웨어적인 기술과 그 소프트웨어적 기술로 만든 컨텐츠를 실제로[0003]
3D로 구현해내는 하드웨어를 동시에 포함한다. 소프트웨어 영역까지 포함시키는 이유는 3D 디스플레이 하드웨어
의 경우 각각의 입체 구현방식마다 별도의 소프트웨어적 방식으로 구성된 컨텐츠가 따로 필요하기 때문이다.
또한, 가상 3D 디스플레이는 사람이 입체감을 느끼는 여러 요인 중 우리 눈이 가로방향으로 약 65mm 떨어져 있[0004]
어서 나타나게 되는 양안시차(binocular disparity)를 이용하여 평면적인 디스플레이 하드웨어에서 말 그대로
가상적으로 입체감을 느낄 수 있게 하는 시스템의 총체이다. 다시 말해 우리의 눈은 양안시차 때문에 똑같은 사
물을 바라보더라도 각각 약간은(정확히 말하면 좌우의 공간적 정보를 약간씩 나눠 가지고 있는) 다른 화상을 보
게 되고, 이 두 화상이 망막을 통해 뇌로 전달되면 뇌는 이를 정확히 서로 융합시킴으로써 우리가 입체감을 느
낄 수 있게 되는데, 그것을 이용하여 2D 디스플레이 장치에서 좌우 화상 2개를 동시에 표시하여 각각의 눈으로
보내는 설계를 통해 가상적인 입체감을 만들어 내는 것이 바로 가상 3D 디스플레이인 것이다.
이러한 가상 3D 디스플레이 하드웨어 장치에서 하나의 화면으로 2채널의 화상을 나타내기 위해서는 예를 들어,[0005]
하나의 화면에서 가로나 세로의 한쪽 방향으로 줄을 한 줄씩 바꿔가며 한 채널씩 출력하게 된다. 그렇게 동시에
2채널의 화상이 하나의 디스플레이 장치에서 출력되면 하드웨어적 구조상 무안경방식의 경우에는 오른쪽 화상은
그대로 오른쪽 눈으로 들어가고, 왼쪽 화상은 왼쪽 눈으로만 들어가게 된다. 또한, 안경을 착용하는 방식의 경
우에는 각각의 방식에 맞는 특수한 안경을 통하여 오른쪽 화상은 왼쪽 눈이 볼 수 없게 가려주고, 왼쪽 화상은
오른쪽 눈이 볼 수 없게 각각 가려주는 방법을 사용한다.
이러한 입체영상의 표시방법으로는 크게 안경을 착용하는 방식과 안경을 착용하지 않는 무안경방식이 있다.[0006]
상기 안경을 착용하는 방식은 청색과 적색의 색안경을 좌우에 각각 쓰는 애너그리프(anaglyph)방식과 좌우 편광[0007]
방향이 서로 다른 편광안경을 쓰는 편광안경방식과 시간 분할된 화면을 주기적으로 반복시키고 이 주기에 동기
를 맞추는 액정셔터가 설치된 안경을 쓰는 액정셔터방식 등이 있으며, 이하 상기 편광안경방식의 입체영상표시
장치에 대해서 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 일반적인 편광안경방식의 입체영상표시장치를 개략적으로 나타내는 예시도이다.[0008]
또한, 도 2는 상기 도 1에 도시된 편광안경방식의 입체영상표시장치의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도로써,[0009]
한 쌍의 영상 라인에 대한 편광안경방식의 입체영상표시장치를 예를 들어 나타내고 있다.
상기 도 1 및 도 2를 참조하면, 편광안경방식은 편광 현상을 이용하는 것으로 영상패널(100)의 전면(前面)에 패[0010]
턴 리타더(patterned retarder)(120)를 배치하여 좌우 영상을 공간적으로 분리하는 방식이다.
공개특허 10-2013-0036680
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상기 편광안경방식 입체영상표시장치의 패턴 리타더(120)는 좌우 영상이 서로 수직의 방향을 갖는 편광 상태를[0011]
구현할 수 있도록 위치에 따른 일정한 패턴이 형성되어 있는 필름을 의미한다.
예를 들어, 상기 패턴 리타더(120)는 유리로 된 기판(123)을 구비하는데, 도면에는 자세히 도시하지 않았지만[0012]
그 위에는 정렬층 및 복굴절층이 형성된다. 상기 정렬층 및 복굴절층은 제 1 영역(121)의 규칙적 패턴 및 제 2
영역(122)의 규칙적 패턴을 구비한다. 상기 제 1 영역(121) 및 제 2 영역(122)은 상기 영상패널(100)의 영상 라
인(line)에 대응하여 서로 교대하는 스트립(strip)들로 형성된다.
상기 영상패널(100)을 유기발광다이오드(Organic Light Emitting Diode; OLED)로 구성하는 경우에는 상기 영상[0013]
패널(100)과 패턴 리타더(120) 사이에, 예를 들어 수평방향의 광흡수축을 가지는 편광판(110)을 배치한다.
현재 널리 사용되는 것은 라인 별로 좌우 영상을 배치하는 방식이다. 즉, 도시된 바와 같이, 수직방향으로 홀수[0014]
라인에 L영상(L)을, 짝수 라인에 R영상(R)을 배치한다. 이렇게 영상패널(100)에 L, R영상(L, R)을 디스플레이하
면, 시청자는 입체영상 시청용 안경(130)을 착용하여 L, R영상(L, R)을 분리하여 봄으로써 3D 영상을 즐길 수
있게 된다.
참고로, 상기 유기발광다이오드로 구성된 영상패널(100)은 기판(105) 위에 형성된 양극(anode)인 투명전극[0015]
(Transparent Conductive Electrode; TCE)(104)과 음극(cathode)(101) 및 이들 사이에 형성된 유기 화합물층
(102, 103)을 구비한다.
이때, 상기 유기 화합물층(102, 103)은 정공주입층(hole injection layer)(미도시), 정공수송층(hole[0016]
transport layer)(103), 발광층(emission layer)(미도시), 전자수송층(electron transport layer)(102) 및 전
자주입층(electron injection layer)(미도시)을 포함한다.
상기 양극(104)과 음극(101)에 구동전압이 인가되면 상기 정공수송층(103)을 통과한 정공과 상기 전자수송층[0017]
(104)을 통과한 전자가 발광층으로 이동되어 여기자를 형성하고, 그 결과 발광층이 가시광선을 발산하게 된다.
이와 같이 일반적인 편광안경방식 입체영상표시장치는 3D 영상을 구현하기 위해 영상패널 외부에 추가적으로 편[0018]
광판 및 패턴 리타더를 구비하여야 하며, 상기 패턴 리타더는 영상패널의 영상 라인에 대응하여 규칙적인 패턴
이 형성되어야 한다. 또한, 편광결정 지점인 패턴 리타더와 영상패널 사이의 거리로 인해 3D 영상의 크로스토크
가 발생하게 된다.
발명의 내용
해결하려는 과제
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 편광안경방식 입체영상표시장치에 있어, 편광 투명전극을 구비[0019]
하여 3D 영상을 구현하도록 한 편광안경방식 입체영상표시장치를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적 및 특징들은 후술되는 발명의 구성 및 특허청구범위에서 설명될 것이다.[0020]
과제의 해결 수단
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 편광안경방식 입체영상표시장치는 편광 투명전극을 구비하여 라인[0021]
별로 화소에 좌우 영상을 표시하는 영상패널; 및 상기 영상패널의 전면에 배치되어 상기 좌우 영상의 선편광을
서로 다른 원편광으로 변환시키는 리타더를 포함하며, 상기 패턴 리타더는 상기 라인 별로 X, Y-방향에 대해 규
칙적인 주기를 가진 금속 격자들로 이루어져 상기 좌우 영상을 서로 다른 선편광으로 분리하는 것을 특징으로
한다.
이때, 상기 영상패널은 유기발광다이오드로 구성되는 것을 특징으로 한다.[0022]
이때, 상기 영상패널은 기판 위에 형성된 상기 편광 투명전극과 음극 및 이들 사이에 형성된 유기 화합물층으로[0023]
구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 편광 투명전극은 X, Y-방향에 대해 규칙적인 주기를 가진 사각형 금속 격자들로 이루어진 것을 특징으로[0024]
한다.
상기 편광 투명전극은 상기 X, Y-방향에 대해 각각 X, Y-주기를 가진 사각형 금속 격자들로 이루어진 것을 특징[0025]
으로 한다.
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이때, 상기 편광 투명전극은 상기 영상패널의 영상 라인들에 대응하여 광축이 서로 직교하도록 다수의 금속 격[0026]
자들로 이루어진 제 1 영역 및 제 2 영역을 구성하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 제 1 영역 및 제 2 영역은 각각 45° 및 135°의 광축을 가지는 것을 특징으로 한다.[0027]
상기 제 1 영역의 규칙적 금속 격자들은 상기 영상패널의 우 영상(R영상)이 표시되는 라인과 대향하도록 배치되[0028]
어 상기 R영상의 빛을 제 1 편광으로 변환시키는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 제 2 영역의 규칙적 금속 격자들은 상기 영상패널의 좌 영상(L영상)이 표시되는 라인과 대향하도록[0029]
배치되어 상기 L영상의 빛을 상기 제 1 편광과 수직한 제 2 편광으로 변환시키는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 편광 투명전극의 제 1 영역을 투과한 제 1 편광의 선편광은 상기 리타더를 거쳐 제 1 원편광의 빛으[0030]
로 변화되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 편광 투명전극의 제 2 영역을 투과한 제 2 편광의 선편광은 상기 리타더를 거쳐 상기 제 1 원편광과[0031]
수직한 제 2 원편광으로 변환되는 것을 특징으로 한다.
상기 편광 투명전극은 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 구리(Cu), 니켈(Ni), 팔라듐(Pd), 아연(Zn),[0032]
철(Fe), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 도핑된 반도체, 탄소 나노튜브(carbon nanotube), 풀러린(fullerene), 전도
성 플라스틱 및 전기전도성 복합재료 등으로 구성된 그룹 중에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 또는 이
들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 도전물질로 이루어진 것을 특징으로 한다.
발명의 효과
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 편광안경방식 입체영상표시장치는 사각형 금속 격자로 편광 투명전극을 형성[0033]
함으로써 편광판을 대체할 수 있게 된다.
이때, 상기 편광 투명전극은 공급이 부족한 인듐-틴-옥사이드 물질 대신에 일반적인 금속 물질로 대체할 수 있[0034]
어 비용이 절감되는 효과를 제공한다. 또한, 편광판의 삭제로 영상패널과 리타더 사이의 공간이 최소화됨에 따
라 3D 영상의 크로스토크(cross talk)가 개선되는 효과를 제공한다.
본 발명에 따른 편광안경방식 입체영상표시장치는 상기 금속 격자를 패터닝하여 영상패널의 영상 라인들 간에[0035]
수직한 편광을 형성하도록 함으로써 기존의 패턴 리타더를 대체할 수 있게 된다. 이에 따라 리타더에 패터닝을
할 필요가 없으며, 기존의 패턴 리타더를 영상패널에 부착할 때 발생하는 얼라인 문제가 해결되는 효과를 제공
한다.
도면의 간단한 설명
도 1은 일반적인 편광안경방식의 입체영상표시장치를 개략적으로 나타내는 예시도.[0036]
도 2는 상기 도 1에 도시된 편광안경방식의 입체영상표시장치의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 편광안경방식의 입체영상표시장치를 개략적으로 나타내는 예시도.
도 4는 상기 도 3에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 편광안경방식의 입체영상표시장치의 구조를 개략적으로 나
타내는 단면도.
도 5a 및 도 5b는 상기 도 3에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 편광안경방식의 입체영상표시장치에 있어, 영상
패널의 구조를 개략적으로 나타내는 사시도.
도 6은 상기 도 3에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 편광안경방식의 입체영상표시장치에 있어, 3D 영상의 크로
스토크가 개선되는 것을 보여주는 도면.
도 7a는 Ex-방향으로 편광된 빛의 투과율을 X-주기와 Y-주기를 변화시키며 측정한 결과.
도 7b는 Ey-방향으로 편광된 빛의 투과율을 X-주기와 Y-주기를 변화시키며 측정한 결과.
도 8은 상기 도 7a 및 도 7b에 도시된 투과율 결과로부터 계산한 명암비를 나타내는 도면.
도 9는 파장에 따른 추출 효율을 나타내는 그래프.
발명을 실시하기 위한 구체적인 내용
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이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 편광안경방식 입체영상표시장치의 바람직한 실시예를 상세히 설[0037]
명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 편광안경방식의 입체영상표시장치를 개략적으로 나타내는 예시도이다.[0038]
도 4는 상기 도 3에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 편광안경방식의 입체영상표시장치의 구조를 개략적으로 나[0039]
타내는 단면도로써, 수직한 방향으로 이웃하는 한 쌍의 영상 라인에 대한 편광안경방식의 입체영상표시장치를
예를 들어 나타내고 있다.
또한, 도 5a 및 도 5b는 상기 도 3에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 편광안경방식의 입체영상표시장치에[0040]
있어, 영상패널의 구조를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
일 예로 상기 도 5a는 좌안 화소에 대한 금속 격자 구조를 보여주고 있으며, 상기 도 5b는 우안 화소에 대한 금[0041]
속 격자 구조를 보여주고 있다.
상기 도면들을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 편광안경방식의 입체영상표시장치는 전술한 편광안경방식과[0042]
같이 편광 현상을 이용하여 좌우 영상을 공간적으로 분리하는데, 이를 위해 편광 투명전극(204)을 포함하는 영
상패널(200)의 전면에 리타더(220)를 배치하게 된다.
상기 편광 투명전극(204)은 편광 기능을 갖고 있으며 패터닝이 가능하기 때문에 외부에 기존과 같은 편광판을[0043]
구비할 필요가 없으며, X, Y-방향에 대해 규칙적인 주기(period)(즉, X, Y-주기)를 가진 금속 격자(grid)(G)들
을 사용하여 투명전극을 형성하기 때문에 공급이 부족한 인듐-틴-옥사이드(Indium Tin Oxide; ITO)를 사용할 필
요가 없다.
이 경우 상기 본 발명의 실시예에 따른 리타더(220)는 기존과 같이 위치에 따라 일정한 패턴이 형성되어 있는[0044]
패턴 리타더(patterned retarder)를 사용할 필요가 없으며, 수직하거나 수평한 편광 상태의 좌우 영상을 좌-원
편광(left-handed circularly polarization)이나 우-원편광(right-handed circularly polarization)의 빛으로
만들어 주는 리타더(retarder)의 역할만 하면 된다.
예를 들어, 상기 리타더(220)는 유리로 된 기판(223)이나 필름 형태의 기판을 구비하는데, 도면에는 자세히 도[0045]
시하지 않았지만 그 위에는 전 영역을 걸쳐 일정한 편광을 가진 복굴절층(221)이 형성된다.
이때, 상기 영상패널(200)은 유기발광다이오드 이외에 액정표시장치(Liquid Crystal Display; LCD), 전계발광표[0046]
시장치(Field Emission Display; FED), 플라즈마영상표시장치(Plasma Display Panel; PDP), 전기발광표시장치
(Electroluminescent Display; EL) 중 하나로 구성될 수 있다.
상기 영상패널(200)을 유기발광다이오드로 구성하는 경우에 상기 영상패널(200)은 기판(205) 위에 형성된 양극[0047]
인 편광 투명전극(204)과 음극(201) 및 이들 사이에 형성된 유기 화합물층(202, 203)으로 구성될 수 있다.
도면에는 도시하지 않았지만, 본 발명의 실시예에 따른 유기발광다이오드는 투명한 유리 또는 플라스틱 등의 절[0048]
연물질로 이루어진 기판(205) 위에 제 1 게이트전극을 포함하는 게이트라인 및 제 2 게이트전극을 포함하는 유
지전극(storage electrode)이 형성될 수 있다.
상기 제 1 게이트전극을 포함하는 게이트라인 및 제 2 게이트전극을 포함하는 유지전극 위에는 질화규소(SiNx)[0049]
또는 이산화규소(SiO2) 등으로 이루어진 게이트절연막이 형성될 수 있다.
그리고, 상기 게이트절연막 위에는 반도체로 이루어진 제 1 액티브층 및 제 2 액티브층이 형성될 수 있다. 상기[0050]
제 1 액티브층 및 제 2 액티브층은 각각 상기 제 1 게이트전극 및 제 2 게이트전극 위에 위치할 수 있다.
상기 제 1 액티브층 및 제 2 액티브층 상부에는 데이터라인과 구동 전압라인과 제 1 소오스/드레인전극 및 제 2[0051]
소오스/드레인전극이 형성될 수 있다.
상기 데이터라인과 구동 전압라인과 제 1 소오스/드레인전극 및 제 2 소오스/드레인전극이 형성된 기판(205) 위[0052]
에는 소정의 보호막(passivation layer)이 형성될 수 있다.
그리고, 상기 보호막이 형성된 기판(205) 위에는 편광 투명전극(204)과 연결전극(connecting electrode)이 형성[0053]
될 수 있다.
이때, 상기 편광 투명전극(204)은 제 2 콘택홀을 통해 상기 제 2 드레인전극과 전기적으로 접속하는 한편, 상기[0054]
연결전극은 제 1 콘택홀과 제 3 콘택홀을 통해 상기 제 1 드레인전극과 제 2 게이트전극 사이를 전기적으로 연
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결할 수 있다.
전술한 바와 같이, 상기 편광 투명전극(204)은 X, Y-방향에 대해 규칙적인 주기를 가진 사각형 금속 격자(G)들[0055]
로 이루어지며, 상기 금속 격자(G)의 X, Y-주기를 설계하여 영상패널(200)의 영상 라인들 간에 광축이 서로 직
교하도록 제 1 영역(204R) 및 제 2 영역(204L)을 형성함으로써 기존의 편광판 및 패턴 리타더를 대체할 수 있는
것을 특징으로 한다.
상기 편광 투명전극(204)은 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 구리(Cu), 니켈(Ni), 팔라듐(Pd), 아연[0056]
(Zn), 철(Fe), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 도핑된 반도체, 탄소 나노튜브(carbon nanotube), 풀러린(fullerene),
전도성 플라스틱 및 전기전도성 복합재료 등으로 구성된 그룹 중에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 또는
이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 도전물질로 이루어질 수 있다. 이와 같이 상기 편광 투명전극(204)
은 공급이 부족한 ITO 물질 대신에 일반적인 금속 물질로 대체할 수 있어 비용이 절감되게 된다.
상기의 편광 기능을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 편광 투명전극(204)은 일반 소자와 달리 ITO를 사용하지 않[0057]
고 X, Y-방향에 대해 각각 X, Y-주기를 가진 사각형 금속 격자(G)들로 형성되며, 상기 X, Y-주기에 따라 편광의
선택이 가능하기 때문에 기존의 편광판 및 패턴 리타더를 대체할 수 있게 된다. 그 결과 리타더(220)에 패터닝
을 할 필요가 없으며, 기존의 패턴 리타더를 영상패널에 부착할 때 발생하는 얼라인 문제가 해결되게 된다. 그
리고, 이 경우 상기 제 1 영역(204R) 및 제 2 영역(204L)은 상기 영상패널(200)의 영상 라인들에 대응하여 광축
이 서로 직교하는 다수의 금속 격자(G)들로 형성되며, 일 예로 상기 제 1 영역(204R) 및 제 2 영역(204L)은 각
각 약 45° 및 135°의 광축을 가질 수 있다.
상기 편광 투명전극(204)이 형성된 기판(205) 위에는 격벽(partition)이 형성될 수 있다. 이때, 상기 격벽은 편[0058]
광 투명전극(204) 가장자리 주변을 둑(bank)처럼 둘러싸서 개구부(opening)를 정의하며 유기 절연물질 또는 무
기 절연물질로 만들어질 수 있다.
그리고, 상기 기판(205) 위에는 유기 화합물층(202, 203)이 형성될 수 있다.[0059]
이때, 상기 유기 화합물층(202, 203)은 빛을 내는 발광층 외에 발광층의 발광 효율을 향상하기 위한 부대층[0060]
(auxiliary layer)을 포함하는 다층 구조를 가질 수 있다. 상기 부대층에는 전자와 정공의 균형을 맞추기 위한
전자수송층(202)과 정공수송층(203) 및 전자와 정공의 주입을 강화하기 위한 전자주입층과 정공주입층 등이 있
다.
상기 정공주입층은 편광 투명전극(204)으로부터 홀의 주입(injection)을 용이하게 하며, 상기 정공수송층(204)[0061]
은 발광층으로의 홀의 이동(transporting) 역할을 한다.
그리고, 상기 유기 화합물층(202, 203) 위에는 공통전극(common electrode)인 음극(201)이 형성될 수 있다. 이[0062]
때, 상기 음극(201)은 공통 전압을 인가 받으며, 칼슘(Ca), 바륨(Ba), 마그네슘(Mg), 알루미늄, 은 등을 포함하
는 반사성 도전물질 또는 ITO, IZO 등의 투명한 도전물질로 이루어질 수 있다.
상기 전자주입층은 음극(201)으로부터 전자의 주입을 용이하게 하며, 상기 전자수송층(202)은 발광층으로의 전[0063]
자 이동 역할을 한다.
현재 널리 사용되는 것은 라인 별로 좌우 영상을 배치하는 방식이다. 즉, 수직방향으로 홀수 라인에[0064]
L영상(L)을, 짝수 라인에 R영상(R)을 배치한다. 이렇게 영상패널(200)에 L, R영상(L, R)을 디스플레이하면, 시
청자는 입체영상 시청용 안경(230)을 착용하여 L, R영상(L, R)을 분리하여 봄으로써 3D 영상을 즐길 수 있게 된
다.
즉, 전술한 바와 같이 상기 편광 투명전극(204)은 라인 별로 교대로 배치된 제 1 영역(204R)의 규칙적 금속 격[0065]
자(G)들 및 제 2 영역(204L)의 규칙적 금속 격자(G)들을 구비한다. 상기 제 1 영역(204R)의 규칙적 금속 격자
(G)들의 광축과 상기 제 2 영역(204L)의 규칙적 금속 격자(G)들의 광축은 서로 직교한다.
따라서, 상기 제 1 영역(204R)의 규칙적 금속 격자(G)들은 영상패널(200)의 R영상(R)이 표시되는 라인과 대향하[0066]
도록 배치되어 R영상(R)의 빛을 제 1 편광으로 변환한다. 또한, 상기 제 2 영역(204L)의 규칙적 금속 격자(G)들
은 영상패널(200)의 L영상(L)이 표시되는 라인과 대향하도록 배치되어 L영상(L)의 빛을 제 2 편광으로
변환한다. 일 예로 상기 제 1 영역(204R)은 수직한 선편광을 투과하는 규칙적 금속 격자(G)들로 구현될 수
있고, 상기 제 2 영역(204L)은 수평한 선편광을 투과하는 규칙적 금속 격자(G)들로 구현될 수 있다.
그리고, 상기 편광 투명전극(204)의 제 1 영역(204R)을 투과한 수직한 선편광은 리타더(220)를 거쳐 우-원편광[0067]
공개특허 10-2013-0036680
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의 빛으로 변환되고, 상기 편광 투명전극(204)의 제 2 영역(204L)을 투과한 수평한 선편광은 상기 리타더(220)
를 거쳐 좌-원편광의 빛으로 변환되게 된다.
이때, 입체영상 시청용 안경(230)의 좌안용 렌즈(235L)에는 우-원편광 성분만을 통과시키는 편광필름이 접착되[0068]
고, 상기 입체영상 시청용 안경(230)의 우안용 렌즈(235R)에는 좌-원편광 성분만을 통과시키는 편광필름이 접착
된다. 따라서, 상기 입체영상 시청용 안경(230)을 착용한 시청자는 좌안으로 R영상(R)만을 보게되고, 우안으로
L영상(L)을 보게되어 영상패널(200)에 표시된 영상을 입체영상으로 느끼게 된다.
도 6은 상기 도 3에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 편광안경방식의 입체영상표시장치에 있어, 3D 영상의 크로[0069]
스토크가 개선되는 것을 보여주는 도면이다.
상기 도 6을 참조하면, 편광결정 지점이 기존의 패턴 리타더에서 편광 투명전극(204)으로 변경되어 화소와 근접[0070]
해 있기 때문에 3D 크로스토크가 개선되는 것을 알 수 있다. 즉, 일 예로 편광 투명전극(204)을 투과한 좌안 화
소의 L영상(L)은 이미 편광결정 지점을 지난 상태이므로 우안 화소에 대향하는 리타더(220) 방향으로 향하더라
도 시청자는 3D 영상의 크로스토크 없이 좌-원편광된 L영상(L)으로 인식하게 된다.
한편, 전술한 본 발명의 실시예에 따른 편광 투명전극에 있어, 금속 격자의 X, Y-주기를 설계하기 위해 컴퓨터[0071]
시뮬레이션(computer simulation)을 이용할 수 있으며, 이를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 7a는 Ex-방향으로 편광된 빛의 투과율을 X-주기와 Y-주기를 변화시키며 측정한 결과이며, 도 7b는 Ey-방향으[0072]
로 편광된 빛의 투과율을 X-주기와 Y-주기를 변화시키며 측정한 결과이다.
또한, 도 8은 상기 도 7a 및 도 7b에 도시된 투과율 결과로부터 계산한 명암비(contrast ration)를 나타내는 도[0073]
면이다.
도 9는 파장에 따른 추출 효율(extracted efficiency)을 나타내는 그래프이다.[0074]
이때, 상기 도 7a 및 도 7b는 유한차분시간영역 계산법(Finite-Difference Time-Domain method; FDTD method)[0075]
을 이용한 결과를 예를 들어 나타내고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 도 7a의 시뮬레이션에서는 편광 투명전극으로 150nm의 폭(d)을 가진 알루미늄 금속을 이용하였으며, 530nm[0076]
의 파장 대역에서 Ex-방향으로 편광된 빛의 투과율을 X-주기와 Y-주기를 변화시키며 측정하였다.
또한, 상기 도 7b의 시뮬레이션에서는 편광 투명전극으로 150nm의 폭(d)을 가진 알루미늄 금속을 이용하였으며,[0077]
530nm의 파장 대역에서 Ey-방향으로 편광된 빛의 투과율을 X-주기와 Y-주기를 변화시키며 측정하였다.
상기 도 7a 및 도 7b에서 얻은 결과를 가지고 명암비를 계산한 결과는 상기 도 8에 도시되어 있으며, 계산된 명[0078]
암비를 고려하여 영상 라인에 대응하는 편광 투명전극의 금속 격자들의 X-주기와 Y-주기를 선택할 수 있다.
이때, 상기 명암비는 Ex-방향으로 편광된 빛의 에너지(power)에 대한 Ey-방향으로 편광된 빛의 에너지의 비를[0079]
의미할 수 있다.
일 예로 앞에서 계산한 결과를 바탕으로 150nm의 폭(d)을 가진 알루미늄 금속을 이용하여 X-주기와 Y-주기를 각[0080]
각 100nm와 400nm로 설계한 편광 투명전극에 대한 추출 효율을 계산한 결과는 상기 도 9에 도시되어 있다.
상기 도 9를 참조하면, 편광 투명전극의 금속 격자를 통과하여 편광이 이루어진 후의 추출 효율은 편광이 되어[0081]
50%의 빛이 제거된 것을 고려하면, 대부분의 파장 대역에서 90% 이상의 추출 효율을 얻을 수 있음을 알 수
있다.
이때, 특정 파장에서는 100% 이상의 효율이 나오는 것을 볼 수 있는데, 이는 반사형 편광이기 때문에 반사된 빛[0082]
의 재활용(recycling)을 통해 약간의 효율 향상이 있었음을 알 수 있다.
또한, 음극의 표면에 소정 형상을 형성하면 재활용되는 과정에서 편광 상태의 변형을 일으킬 수 있으므로 더 많[0083]
은 재활용 효과를 기대할 수 있다.
상기한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한[0084]
실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와
특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.
부호의 설명
공개특허 10-2013-0036680
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100,200 : 영상패널 101,201 : 음극[0085]
102,202 : 전자수송층 103,203 : 정공수송층
104 : 투명전극 105,205 : 기판
110 : 편광판 120 : 패턴 리타더
204 : 편광 투명전극 220 : 리타더
도면
도면1
도면2
공개특허 10-2013-0036680
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도면3
도면4
공개특허 10-2013-0036680
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도면5a
도면5b
공개특허 10-2013-0036680
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도면6
도면7a
도면7b
공개특허 10-2013-0036680
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도면8
도면9
공개특허 10-2013-0036680
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