KR20170049498A - 일 방향 디스플레이 - Google Patents

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KR20170049498A
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나토 퍼츠클라바
고차 자넬리제
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나토 퍼츠클라바
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Abstract

디스플레이 픽셀을 구동하기 위한 일 방향 디스플레이 및 방법이 제공되며, 상기 디스플레이는 이미지를 디스플레이하기 위한 전면 및 투시 능력을 제공하도록 설계된 배면; 투명 재료로 제조되는 적어도 2개의 층; 상기 투명 재료 층들 사이에 끼워지고, 상기 디스플레이의 영역 전체에 걸쳐 그룹으로 배열하되, 각 그룹이 상기 디스플레이의 컬러 픽셀을 구성하는 광 방출 소자들이고, 각 픽셀은 적어도 3개의 인접한 또는 적층되는 적색, 녹색 및 청색 광 방출 소자로 구성되는 복수의 광 방출 소자; 그룹으로 배치하되, 각 그룹이 적색, 녹색, 및 청색의 협대역 범위 내의 광을 차단하기 위해 디스플레이의 배면을 향하여 광 방출 소자와 평행하게 장착되는 적어도 3개의 적색, 녹색 및 청색 협대역 필터로 구성되는 복수의 협대역 필터를 포함한다.

Description

일 방향 디스플레이{ONE WAY DISPLAY}
본 발명은 투명 디스플레이에 관한 것으로, 특히, 디스플레이의 한쪽 면에서만 볼 수 있는 이미지를 갖는 디스플레이에 관한 것이다.
간판 설비, 특히 건물 외벽과 같은 넓은 영역 상의 광고는 오랜 기간 동안 일반적인 사업이다. 이러한 목적으로 설계되는 대부분의 디스플레이 장치는 현재 쉽게 업데이트 가능하도록 전자적으로 제어 가능하다. 이는 제공할 정보가 도로 방향이나 기타 메시지 및 기타 광고와 관련될 때 특히 중요하다.
전자 제어식 광학 디스플레이는 디스플레이 장치의 광학 특성을 변화시키기 위해 하나의 외부 광원이 필요한 "수동형"으로 호칭되는 타입과 광학 디스플레이 장치가 자기 발광하는 것을 보장하는 "능동형"으로 호칭되는 타입의 2가지 타입의 디스플레이 기술에 기초한다.
능동 광학 디스플레이의 공지된 예는 휘도 및 색상이 개별적으로 전자적으로 제어되는 이산 도트(소위 "픽셀(pixel)")를 포함하는 발광 다이오드(LED)의 매트릭스 어레이(matrix arrays) 이다.
능동 광학 디스플레이 시스템의 한 공지된 예로는 유럽 특허 문헌 EA004517(B1)에 개시된 것이 있는데, 이는 광 방출 소자; 전극; 접촉 패드 및 광 방출 소자 제어 유닛; 내부에 광 방출 소자를 갖는 적어도 하나의 유리 패킷(packet)을 포함하며, 여기서, 상기 제어 유닛은 상기 내부 유리 패킷 광 방출 소자 제어부로 구성되며, 유리 패킷 내부에 위치되며, 상기 제어부는 일반적으로 상기 유리 패킷 외부를 기반으로 상기 정보 디스플레이 시스템을 제어하기 위한 것이다. 정보 디스플레이 시스템은 유리 패킷이 동시에 건물 글레이징(glazing)의 일부이고 및/또는 아키텍쳐(architecture) 또는 구성 요소들, 즉; 발광 다이오드, 백열 램프 및/또는 광 방출 소자용으로 사용되는 기타 발광기이고; 유리 패킷은 편평하고, 굽어 있고, 및/또는 튜브 모양을 가지고 있으며; 유리 패킷 표면은 청정화(clarifying), 광 공유(lightsharing), 열 반사 및/또는 태양 차단 코팅으로 덮여 있으며; 유리 패킷 내부의 광 방출 소자는 직접 유리에 고정되거나 또는 격자, 줄, 봉 또는 규칙적인 배열을 제공하는 이와 유사한 구성 요소로 고정되며; 예를 들어, 발광 다이오드와 같은 광 방출 소자는 투명한 표면 기능 장애 없이 양방향 정보 흐름을 제공하는 방식으로 배치되고; 및 유리 패킷은 정적 및/또는 동적 디스플레이 모드로 동작한다.
그러한 능동 광학 디스플레이 장치는 오프 상태에 있을 때 투명하지 않으므로 광 통로를 완전히 또는 적어도 부분적으로 차단한다.
이러한 특징을 갖는 광학 디스플레이 장치는 특히 창을 포함하는 건물 벽에서 그들의 적용 범위가 제한된다. 왜냐하면 낮에는 햇빛의 진입을 악화할 뿐만 아니라 밤에는 창을 통한 시야를 악화함으로써 창의 정상적인 기능을 저하시킬 수 있기 때문이다.
전술한 자기 발광 디스플레이의 단점을 제거하기 위한 시도로서, 예를 들어, 독일 특허 출원 DE 2002220828(2002.10)에 기재한 바와 같이 제안된 바 있는데, 이 특허는 적어도 하나의 광학적으로 투명한 층 및 소자들을 개별적으로 제어하기 위한 각각의 리드를 갖는 광 방출 소자들을 포함한다. 유리창의 투시 능력을 보장하기 위해, 리드는 가능한 한 작게 0.1mm 이하, 특히 0.05mm 이하로 제조한다.
그러나 야간에 디스플레이를 동작시키면, 이를 통해 정보가 건물 외부뿐만 아니라 디스플레이를 유리창으로 사용하는 실내의 사람들에게도 보일 수 있다. 이는 특히 일상 업무를 수행하는 사무실 내의 사람에게 항상 바람직한 것은 아니며, 특히, 사무실 창문을 통해 표시되는 정보, 특히 동적으로 변화하는 이미지는 사무실 근로자의 정상적인 작업을 방해할 수도 있다.
낮 시간에 조차, 디스플레이를 동작하지 않는 경우, 유리창이 여전히 완전 투명하지 않다. 왜냐하면 그러한 리드의 수가 아주 많아서 불투명 리드들의 가는 선이 여전히 보여서 미적 관점에서 바람직하지 않을 수도 있기 때문이다.
상기 예는 능동 디스플레이가 광범위하게 적용될 수 있도록 고 투명성과 일 방향 투시 능력을 갖는 것이 바람직함을 보여준다.
능동 디스플레이 장치의 투명성을 향상시키기 위해, 요즈음 특정 타입의 광 방출 소자, 소위 OLED, 즉 미국 특허 6,345,328에 기술된 바와 같은 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diodes: OLED)를 사용하고 있다. 이 OLED에 함유되는 얇은 유기 층은 특히 오프 상태에서 투명하다.
그러나 OLED 재료, 즉, 얇은 유기 층은 오프 상태일 때 인간의 눈에 착색된 것처럼 보인다.
본 발명의 목적은 건물의 적어도 일부에 통합하기에 적합하고 건물 거주자들에게 방해하지 않으면서 건물 외부로부터 완벽하게 볼 수 있는 신속하고도 연속적인 이미지를 생성하는 능동형 투시 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
일 양태에서, 본 발명은 예를 들어, 유리와 같은 투명한 재료의 시트들 간에 끼워져 디스플레이 패널을 형성하는 유기 발광 다이오드(OLED)와 같은 광 방출 소자, 및 디스플레이할 일련의 이미지를 생성하도록 OLED에 선택적으로 에너지를 공급하는 제어 수단을 포함하며, 상기 OLED들은 건물의 외부로부터, 즉, 건물에서 상대적으로 먼 거리로부터 디스플레이할 이미지의 요구되는 밀도를 보장할 수 있는 충분하고, 동시에, 건물 점유자가 아무런 장애물 없이 패널을 통해 볼 수 있게 하기에 충분한 거리에서 서로 격리되어 있다.
본 발명에 따른 일 방향 디스플레이는 정면 및 배면을 포함하며, 정면은 디스플레이를 정면에서 바라 보는 디스플레이 관찰자에게 이미지를 표시하도록 설계되고, 배면은 뒤쪽에서 디스플레이를 보고 있는 디스플레이 관측자에게는 투시 기능을 제공한다. 투명 재료로 제조되는 적어도 2개의 층; 상기 투명 재료 층들 간에 끼워지고, 상기 디스플레이의 영역 전체에 걸쳐 그룹으로 배치되고, 상기 광 방출 소자의 각각의 그룹이 상기 디스플레이의 컬러 픽셀을 구성하고, 각각의 픽셀은 적어도 3개의 상기 광 방출 소자들을 인접 적층 구성하여 이들로부터 방출되는 적색, 녹색 및 청색 광의 조합에 의해 상기 픽셀의 필요한 색을 제공하고; 그룹으로 배열되는 복수의 협대역 필터들로서, 각각의 그룹은 디스플레이의 배면을 향하여 상기 협대역 범위 내의 적색, 녹색 및 청색 광을 차단하도록 상기 디스플레이 픽셀들을 구성하는 상기 적색, 녹색 및 청색 광 방출 소자들에 평행하게 장착되는 적어도 3개의 적색, 녹색 및 청색 협대역 필터들로 구성된다.
일 양태에서, 디스플레이는 상기 협대역 필터와 평행하게 그룹으로 디스플레이의 영역에 전체에 걸쳐 장착되는 복수의 추가 광 방출 소자를 구비하고, 상기 추가 광 방출 소자의 각 그룹은 디스플레이의 컬러 픽셀을 구성하며, 각 픽셀은 상기 디스플레이 배면을 향하여 적색, 녹색, 및 청색 광의 조합에 의해 상기 픽셀의 요구되는 색을 제공하는 한편 상기 협대역 필터를 통과하는 광의 색을 중화시키도록, 적색, 녹색, 및 청색 광 방출 소자를 적어도 3개 인접하여 또는 적층하여 구성한다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 본 발명은 투명 OLED의 세트, 즉, 기판, 캐소드 및 애노드와 같은 투명 요소들만을 갖는 한편, 이들 기판만큼 투명하여 85 %까지 투명한 타입의 OLED를 포함한다. 따라서, 투명 OLED 디스플레이 패널을 동작시키면, 광이 양방향으로 통과할 수 있게 된다.
OLED 전극은 예를 들어, ITO와 같은 도전성 유리를 포함할 수도 있다.
본 발명 및 그의 양태들을 첨부 도면을 참조하여 이하에 더욱 상세히 설명한다.
도 1은 투명 층들 사이에 끼워지는 광 방출 소자들을 포함하는 본 발명에 따른 디스플레이 패널을 도시하며;
도 2는 본 발명에 따른 디스플레이 패널을 가로지르는 다양한 모양의 픽셀들 및 서브 픽셀들의 배열을 도시하며; 및
도 3은 본 발명에 따른 광 방출 소자들과 병렬로 배치되는 협대역 필터들을 도시한다.
본 발명의 컨셉은 도트 매트릭스 데이터를 갖는 투시 디스플레이 패널을 제공하여, 대형 스크린 도트 매트릭스 디스플레이를 통해 가능한 한 섬세한 이미지를 얻을 수 있게 하는데 있다. 이러한 타입의 디스플레이는 알맞은 이미지 해상도를 갖는 대형 디스플레이 표면을 사용한다.
비트 맵 도트 매트릭스 이미지의 밀도는 멀리서 볼 때, 가능한 한 낮을 수 있다는 사실이 잘 알려져 있다. 한편, 근거리에서, 예를 들어, 실내에서 볼 때, 저밀도 도트 매트릭스 이미지는 시청자에게 실제적으로 투명한 것처럼 보일 수도 있다.
따라서, 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 즉, 디스플레이 패널의 투시 능력을 얻기 위해서, 한편으로는 건물 점유자가 방해받지 않고 투명 디스플레이 패널을 통해 볼 수 있는 적합한 밀도를 정의해야 하며, 다른 한편으로는, 먼 곳에서 볼 때, 즉, 건물의 바깥쪽에서 볼 때 표시되는 이미지의 적당한 밀도를 정의해야 한다.
디스플레이 패널을 구성하는 픽셀들 또는 광 방출 소자들 간의 거리, 즉, 픽셀 피치의 계산은 당 업자에게 잘 알려져 있다. 최적의 픽셀 피치 및 크기는 시청 거리 및 디스플레이되는 사인에 따라 다를 수 있다. 예를 들어, 실외 사용을 위한 일반적인 픽셀 피치는 20~30mm 정도로 높일 수 있어 알맞은 이미지를 생성할 수 있다. 이 값들은 디스플레이 패널이 가능한 한 투명하고 실내에서 그것을 사용하는 시청자를 방해하지 않을 만큼 매우 적합하다.
본 발명은 또한 컬러 이미지를 재현하기 위해 제공된다. 이것은 예를 들어, 하나의 픽셀에 적색, 녹색 및 청색의 OLED들과 같은 3개의 광 방출 소자들을 가져옴으로써 달성될 수 있다. 이렇게 하면 사인 크기에 관계없이 시청 화면 전체에 걸쳐 색상의 일관성을 유지하는 것이 가능하다.
픽셀 피치를 증가시키는 상술한 접근 방법은 디스플레이 패널에 의해 재현되는 이미지의 적합한 정의를 유지하면서 디스플레이 패널의 적합한 투명성을 얻는 것이 허용되지만, 건물 점유자가 컬러 발광 OLEDs가 동작하는 동안에 급격히 변하는 점등되는 도트를 보는 것에 여전히 어려움을 겪을 수도 있다. 이러한 불편함을 제거하기 위해, 본 발명의 또 다른 양태는 디스플레이 패널 전체에 걸쳐 각 픽셀의 앞과 뒤에 투명한 컬러 필터를 배치한다. 적합한 컬러 필터는 협대역 범위 내의 특정 컬러의 파장을 제거하고 또한 필터 뒤의 개별 OLED를 시청자가 가시 가능하게 하도록 협대역 이어야 한다. 따라서 색을 조명하는 소자를 건물 외부에서만 볼 수 있다. 이러한 목적에 적합한 컬러 필터는 반사, 흡수 또는 기타 필터링 원리에 의해 동작하는 컬러 필터일 수 있다. 또한 박막 편광기와 같은 일종의 광학 필터 예를 들어, 흡수 효과에 기초한 편광기가 또한 적용 가능할 수도 있지만, 간섭 효과에 기초한 적색, 청색 및 녹색 컬러용 편광기를 사용하는 것이 유리한 것으로 보일 수도 있다.
본 발명에 따른 디스플레이 패널이 다양한 시청 조건, 특히 시청 거리와 완전히 호환되도록 하기 위해, 본 발명은 디스플레이 해상도를 변화시키는 가능성을 제공하고자 한다.
이는 디스플레이 이미지의 재구성을 위해 활성화할 픽셀의 수를 조정함으로써 달성될 수도 있다. 예를 들어, 상대적으로 높은 해상도가 요구되는 경우, 즉, 디스플레이를 상대적으로 짧은 거리에서 시청해야 할 경우, 디스플레이 이미지의 재생을 제어하는 회로는 디스플레이 패널 전체에 걸쳐 제공되는 모든 픽셀을 포함하는 방식으로 고화질의 이미지를 재생할 수 있도록 설정될 수 있다. 그리고, 반대로, 디스플레이 패널이 상대적으로 더 먼 거리에서 시청할 때, 제어 회로는 디스플레이 화질을 전이시키는 방식으로, 즉, 이미지 시퀀스를 재현하기 위해 활성화하는 매트릭스 어레이 내의 각각 2개의 픽셀들 간에 하나 이상의 픽셀을 생략하는 방식으로 설정할 수 있다.
이러한 목적을 위해 픽셀 번호 이동 기능을 가능하게 하기 위한 다양한 알고리즘을 사용할 수 있으며, 이것은 당 업자에게 자명할 것이다.
본 발명의 양태들 중 하나는 동일한 영역 상의 픽셀 크기 및 형상을 조정하는 것을 고려한다.
디스플레이 상의 단일 픽셀은 여러 픽셀 구성 소자들에 관한 규칙으로 제조되며, 서브 픽셀이라고 칭한다. 상술한 바와 같이 조정되는 디스플레이 화질에 적합하도록 픽셀의 크기를 조정할 필요가 있을 때, 픽셀 구동 회로는 디스플레이 패널 전체에 걸쳐 각 활성화되는 픽셀에서 일부 픽셀 구성 소자, 즉, 서브 픽셀을 활성화/비활성화하는 방식으로 설정함으로써 특정 픽셀을 더 크게 또는 더 작게 제조할 수 있다.
이러한 방식으로 픽셀 크기 가변 기능은 이 설명의 이전 단락에서 기재한 재현 가능한 픽셀 수 조정 기능과 결합될 수 있다.
본 발명의 실제 적용에서, 디스플레이 패널 전체의 능동 광 방출 소자들의 휘도를 조정할 가능성을 제공하는 것이 중요하다. 이는 OLED 소자들이 컬러 이미지를 재현하는 디스플레이 패널 전체에 걸쳐 사용될 때 특히 중요하다. 이 경우에 공지된 바와 같은 픽셀들은 분리된 적색, 녹색 및 청색 소자들로 구성되며, 관찰된 바와 같이, OLED 디스플레이가 노화됨에 따라 컬러 밸런스 문제를 야기하는 청색 OLED의 휘도를 저하시킨다. 이 문제를 해결하기 위한 기술은 청색 OLED를 더 높은 휘도로 구동하거나 또는 청색 픽셀을 더 크게 만들어 더 밝게 나타나게 하는 것이다. 그의 또 다른 이유는, 특히 고해상도 이미지에서 픽셀의 명도를 조정함으로써 기타 공지된 기술과 함께 달성될 수 있는 낮과 밤의 조건하에서 동작에 가능한 한 적용되는 고화질 이미지로 재생할 필요가 있다는 것이다.
이는 예를 들어, 각 OLED 소자에 대한 구동 펄스 전압의 주파수를 변화시킴으로써 수동 또는 자동으로 달성될 수 있다.
자동 휘도 제어는 포토 셀이 OLED 휘도를 모니터링하고 예정된 휘도를 얻기 위해 인가된 전압을 변화시키는 광 피드백을 포함할 수 있다. 여기 전압의 주파수는 휘도를 적절하게 조정해준다. 적색, 녹색 및 청색 기판에 대한 펄스 속도의 변화는 각각의 휘도를 변화시키고, OLED에 의해 방출되는 최종 색을 변화시킨다. 가변 펄스 속도의 소정 패턴은 최종 컬러에 있어서 시간 경과에 따라 임의 수의 원하는 전이를 생성하도록 프로그래밍될 수 있다.
디스플레이 패널, 특히 다수의 도트 매트릭스 광 방출 소자를 포함하는 대형 디스플레이 패널의 향상된 수명 사이클을 보장해주는 수단을 제공하는 것이 때때로 합리적인 것으로 보일 수도 있다. 이 문제를 해결하기 위한 공지된 기술은 추가적인 백업 층의 형태로 배열된 여분의 OLED 소자와 같은 여분의 광 방출 소자의 사용을 계획한다.
디스플레이의 어떠한 해상도가 사용되든 간에, 또는 디스플레이 패널 내의 픽셀의 크기가 무엇이든 간에, 사람이 시청 거리에서 디스플레이가 동작하는 동안 활성 중인 픽셀을 여전히 시청할 수도 있다.
이 문제를 해결하기 위해, OLED 디스플레이, 특히, 도트 매트릭스 디스플레이는 픽셀 위의 차광 점을 사용하여 활성 조명 소자로부터 한 방향으로 방출되는 광선을 차단한다. 이에 의해 건물 내부의 사람들은 활성 픽셀 소자로부터 방출되는 광의 급격한 변화를 시청하는 대신 다양한 색, 바람직하게는 흰색일 수 있는 광 차폐기를 볼 수 있다. 이와 관련하여, 본 발명은 시청자가 동작하는 동안에는 아무것도 보지 못하고 투명한 픽셀만 인지할 수 있게 하는 상이한 접근 방법을 또한 생각해 볼 수 있다. 이 접근 방법은 인간 시각 시스템의 특성을 기반으로 한다.
특히, 각 픽셀 소자 내에 포함된 OLED 소자의 배면으로부터 방출되는 광을 차단하여, 그에 의해, 사람의 눈에 보이지 않게 하기 위해, 디스플레이 패널은 OLED 소자의 배면에 복수의 협대역 필터를 배치한다. 따라서, 기본 컬러의 적색, 청색 및 녹색 픽셀 소자(OLED) 뒤에 배치되는 협대역 필터는 급격히 여기되는 적색 OLED 소자로부터 방출되는 적색 광, 급속히 여기되는 청색 OLED 소자로부터 방출되는 청색 광, 및 급속히 여기되는 녹색 OLED 소자로부터 방출되는 녹색 광을 차단할 수 있게 한다.
협대역 필터는 적색, 청색 및 녹색 광이 디스플레이 패널의 각각의(적색, 청색 및 녹색) OLED 소자로부터 디스플레이 패널의 후방 측을 향해 방출되는 것을 차단할 수 있지만, 동일한 필터는 필터 협대역 범위 밖의 광의 나머지 스펙트럼 성분을 통과시킨다. 즉, 적색 OLED 소자 뒤에 있는 협대역 필터는 OLED 소자로부터 방출된 적색 광을 차단하지만, 필터의 협대역 적색 광 범위를 벗어나는 스펙트럼 범위의 광을 통과시킨다. 이는 청색 및 녹색 광을 포함하여 낮에 넓은 범위의 스펙트럼 성분을 갖는, 디스플레이 창이 설치된, 건물 외부로부터 들어오는 광이 필터를 통과하여 적색 광이 제거되는 시안 색(또는 건물 외부에서 들어오는 광의 강도에 따라 청록색)으로서 건물 내부에서 볼 수 있음을 의미한다. 마찬가지로, 녹색 OLED 소자 뒤에 있는 협대역 필터는 OLED 소자로부터 방사되는 녹색 광을 차단하지만, 필터의 협대역 녹색 광 범위를 벗어나는 스펙트럼 범위의 광을 통과시킨다. 이는 청색과 적색 광을 포함하여 낮에 넓은 범위의 스펙트럼 성분을 갖는, 디스플레이 창이 설치된, 건물 외부로부터 들어오는 광이 필터를 통과하여 녹색 광이 제거되는, 마젠타(또는 자외선으로 건물 밖에서 들어오는 광의 강도에 따라)로서 건물 내부에서 볼 수 있음을 의미한다. 다시, 청색 OLED 소자 뒤에 있는 협대역 필터는 OLED 소자로부터 방출되는 청색 광을 차단하지만, 필터 협대역 청색 광 범위를 벗어나는 스펙트럼 범위의 광을 통과시킨다. 이는 녹색과 적색 광을 포함하여 낮에 넓은 범위의 스펙트럼 성분을 갖는, 디스플레이 창이 설치된 건물 외부로부터 들어오는 필터를 통과하여 청색 광이 제거되는, 황색( 또는 건물 외부로부터 들어오는 광의 강도에 따라 올리브)으로서 건물 내부에서 볼 수 있음을 의미한다.
결과적으로 건물 내부의 사람은 세 가지 색상의 혼합, 즉, 낮 동안에는 적색, 청색 및 녹색 협대역 필터를 통과하는 시안 색(또는 청록색), 마젠타 색(또는 자주색), 및 황색(또는 올리브색)을 감지하며, 그 혼합은 그들을 인간 시각 시스템의 공간적 통합 영역 내에서 아우를 때 흰색으로 만들어지게 되어 그 개별 원색 광 소자를 관찰자의 눈으로는 개별적으로 해석할 수 없도록 한다.
따라서 인간의 관찰자는 낮 시간 중에는 기본 컬러 광을 방출하는 급속으로 여기되는 OLED 소자를 보지 못한 채로 건물 외부로부터 들어오는 광을 백색광으로 볼 수 있다. 이러한 방식으로, 현실적으로 투시 디스플레이 창은 그 구조가 깜박거리는 OLED 소자가 없는 통상적인 투명 창으로서 작용한다.
전술한 일 방향 디스플레이 창에 사용될 수 있는 협대역 필터 소자는 파장 선택 이색성 편광기와 함께 적층되는 조합의 액정 셀이 될 수 있으므로, 3원색 광 대역 중 하나로부터 입사 광 에너지의 변화량을 선택적으로 삭제할 수 있다. 바람직한 실시 예에서, 컬러 노치 편광기(notch polarizers)가 적층 구조에서 이용될 수 있다. 액정에 인접하여, 적색, 청색 또는 녹색 광에 대한 원형 편광기는 선형으로 편광된 광(적색, 청색 및 녹색)을 원형 편광된 광으로 다시 변환하는 1/4 파장 지연 판과 함께 배치될 수 있다. 따라서, 액정을 나오는 선형 편광된 광은 지연 판으로 들어간다. 반대 측 지연 판을 나가는 원형으로 편광된 광은 편광 방향(오른쪽 또는 왼쪽)에 따라 통과하거나 소멸된다. 이러한 타입의 노치 필터는 당 업자에게 잘 알려져 있다.
그러나 실제로는, 적층되는 디스플레이 OLED 소자 및 각각의 협대역 필터에 입사하여 그를 통해 투과하는 외부 광으로부터 입사하는 전체 량이 이들이 완전히 투명하지 않을 때 이들 소자를 통과하지 못하는 것으로 보일 수도 있다. 따라서 낮 동안 적색, 청색 및 녹색의 협대역 필터를 통과하는 넓은 스펙트럼 광은 예를 들어, (0, 255, 255), (255, 0, 255) 및 (255, 255, 0)의 10진수 코드에 해당하는 청록색, 자홍색 및 황색 대신에 (0, 128, 128), (128, 0, 128) 및 (128, 128, 0)의 10진수 코드에 각각 해당하는 청록색, 보라색 및 올리브 색에 해당한다. 이것은 건물 내부에서 볼 때 색상과 색조의 불균형을 초래할 수도 있다.
다시, 컬러 서브 픽셀 디스플레이 상의 단일 픽셀은 컬러 서브 픽셀 OLED에 적층되는 적색, 녹색 및 청색 소자와 같은 여러 컬러 소자로 이루어진다. 인간 눈의 색 생리학에 따르면, 적어도 3개의 원색 광을 함께 합성함으로써, 즉, 이들을 혼합함으로써 광범위하게 다양한 색을 인지할 수 있다. 일 예로, 등량의 적색, 녹색 및 청색을 혼합하면 백색광이 생성된다. 디스플레이 패널 전체에 걸쳐 추가 픽셀들이 디스플레이 패널 전체에 걸쳐 각 OLED 픽셀 상에 적층되면, 추가 픽셀 소자 아래에 적층되는 OLED가 방출하는 광의 색을 보이지 않게 하고 심지어 컬러 픽셀을 투명하게 만드는 방식으로 그들을 구동하는 것이 가능할 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 OLED 디스플레이는, 절연 기판의 주 표면 상의 각 단위 픽셀마다 형성되는 복수의 제1 전극, 상기 제1 전극 각각 위에 적층되는 복수의 제1 OLED 층, 서로 상이한 색의 광을 발하는 제1 전극 각각 위에 적층되는 복수의 제1 OLED 층, 상기 복수의 OLED 층 위에 형성되는 제2 전극, 서로 상이한 색의 광을 발하는 상기 복수의 제1 OLED 층 각각 위에 적층되는 복수의 제2 OLED 층, 및 상기 복수의 제2 OLED 층 위에 형성되는 제3 전극을 포함한다.
본 예시적인 실시예에서는, 복수의 제1 OLED 층으로부터 방출되는 색의 광을 보상하기 위해 이 색을 상이한 색과 혼합하는 방식으로 복수의 제2 OLED 층을 구동하여 최종 방출 색을 백색 또는 거의 백색으로 만들어줌으로써 픽셀 투명이 달성된다.
이를 위해, 본 발명은 디스플레이 제어기에 포함된 구동 회로가 복수의 제2 OLED 층 위에 형성되는 제3 전극 상에 인가하기 위해 필요한 신호의 크기를 계산하는 픽셀 구동 방법을 고려한다. 잘 알려진 바와 같이, 동일한 양의 적색, 녹색 및 청색을 혼합하면 백색광이 생성된다. 이를 위해 특수 목적 컬러 내지 흰색 맵핑 알고리즘을 사용하여 복수의 제2 LED 층 위에 형성되는 제3 전극에 적용할 때, 구동 회로에 내장된 마이크로 프로세서는 복수의 제2 OLED 층과 함께 복수의 제1 OLED 층으로부터 방출된 광을 백색 또는 거의 백색으로 만들기에 적합한 신호 크기를 실시간으로 계산한다. 이러한 방식으로, 픽셀은 디스플레이 패널을 형성하기 위해 사용되는 유리 재질의 백색 배경에 대해 투명하게 된다. 아주 간단한 알고리즘이 당 업자가 이해할 수 있는 바와 같이 요구되는 복잡한 계산 없이 구현될 수 있다.
그러나 모든 일반적인 실리카 유리에는 약간의 녹색 색조가 있다. 산화철 불순물이 녹색을 띠지만 일반 유리는 얇은 경우 육안으로는 무색으로 보인다. 유리의 색상은 포함된 불순물에 따라 다르다. 결과적으로, 사용된 유리 재료의 색조와 일치하는 색상을 산출하는 방식으로 컬러 대 흰색 맵핑 알고리즘을 조정할 수 있다. 따라서, 디스플레이 패널은 사람의 눈에 띄는 픽셀 유닛이 없는 것처럼 완전히 투명해질 수 있다. 이 경우, 외부로부터의 컬러 광이 여전히 OLED 층에 의해 방출되는 컬러와 혼합되지 않고 디스플레이 패널을 통과하기 때문에, 디스플레이의 다른 면 상의 착컬러 물체를 여전히 볼 수 있다.
여기서, 상기한 기술은 유리 재료의 색이 거의 백색일 때 낮의 조건에서 적용될 수 있다는 것을 언급해야 한다. 따라서 저녁에는 일 예로서 컬러 대 흰색 맵핑 알고리즘이 일 예로서 컬러 대 회색으로 전이되고 또는 밤에는 컬러 대 흑색으로 전이될 수도 있다.
광 감지 수단은 컬러 대 흰색 맵핑 알고리즘을 자동적으로 조정하기 위해 옥외 주위 광을 모니터링 하는 피드백 루프를 구비하는 광 감지 수단이 디스플레이 옆에 장착될 수 있다.
디스플레이 패널의 정면 표면에 입사하는 광의 반사율을 제거하기 위해, 디스플레이는 픽셀 단위로 픽셀 위에 배치되는 광섬유와 같은 광 가이드를 구비할 수 있다.
광섬유의 말단부는 디스플레이의 정면 측, 즉, 디스플레이 표면에 인접하여 배치된다. 광섬유는 광원에 동작 가능하게 연결된 기단부를 가지며, 즉, 이러한 광원으로부터의 광은 광섬유의 기단부로부터 말단부로 전송되어 표시 면에서 볼 수 있다. 결과적으로, 광섬유의 말단부는 가시 표면 상에서 변화하는 색의 점들을 생성하며, 각각의 점들은 광을 전송하는 단 하나의 광섬유에만 대응한다. 그 결과 시간과 더불어 색상이 변하는 이미지가 광섬유 조명 디스플레이된다.
본 발명의 바람직한 실시예를 OLED 소자에 기초하여 기술하였지만, 당 업자는 본 발명의 장점이 OLED 이외의 기타 광 방출 소자, 특히, 본 출원의 배경 부분에서 언급되고, 그 전체를 본원에 병기한 특허 문헌 EA004517(B1)에 기술된 바와 같은 LED와 함께 사용하는 경우에 있을 수 있음을 이해할 것이다.
유리창으로서 사용되는 대형 또는 소형 크기의 본 발명에 따른 디스플레이 패널은 그들이 설치될 건물 외부 또는 내부에 적합하도록 임의의 형상 또는 디자인으로 할 수 있음을 이해해야 한다. 또한, 디스플레이 패널의 투명 층은 소정의 미적 요건을 충족시키기 위해 물결 모양이거나 기타 타입의 무늬를 가질 수도 있다.
패널은 적어도 2개의 투명 또는 반투명 층을 가질 수도 있으며, 그 사이에 광 방출 소자가 특정 구조 또는 설계 해법에서 사용되는 그대로 배열될 수도 있다.
또한, 본 발명은 편평한 유리창 이외의 다양한 형태로 달성될 수 있음을 이해해야 한다. 예를 들어, 디스플레이는 평평한 모양 대신 튜브 모양을 가질 수도 있고, 또는 3D 이미지를 표현하는데 적합한 입방 형일 수도 있어, 건물 외벽뿐만 아니라 거리 광고 간판 또는 내부의 다양한 미적 3D 이미지를 표현하기 위한 투명한 정보 공간으로 사용될 수도 있다.

Claims (17)

  1. 일 방향 디스플레이로서,
    정면과 배면을 갖되, 상기 정면은 상기 정면에서 상기 디스플레이를 보는 디스플레이 관찰자에게 이미지를 디스플레이하도록 설계되고, 상기 배면은 상기 배면에서 상기 디스플레이를 보고 있는 디스플레이 관찰자에게 투시 능력을 제공하도록 설계되며, 상기 디스플레이는:
    투명 재료로 제조되는 적어도 2개의 층;
    상기 투명 재료 층들 사이에 끼워지고, 상기 디스플레이의 영역 전체에 걸쳐 그룹으로 장착되는 복수의 광 방출소자로서, 상기 광 방출 소자들의 각 그룹이 상기 디스플레이의 컬러 픽셀을 구성하며, 각 픽셀은 적어도 3개의 인접 또는 적층되는 적색, 녹색 및 청색 광 방출 소자로 구성하여 상기 광 방출 소자로부터 방출되는 적색, 녹색 및 청색 광의 조합에 의해 상기 픽셀의 요구되는 색을 제공하는, 복수의 광 방출 소자; 및
    그룹으로 배치되는 복수의 협대역 필터로서, 각 그룹이 상기 디스플레이의 배면을 향하는 적색, 녹색, 및 청색 각각의 상기 협대역 범위 내의 상기 광들을 차단하기 위해 상기 디스플레이 픽셀들을 구성하는 상기 적색, 녹색, 및 청색 광 방출 소자들과 평행하게 장착되는 적어도 3개의 적색, 녹색 및 청색 협대역 필터로 구성되는, 복수의 협대역 필터를 포함하는, 디스플레이.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광 방출 소자는 발광 다이오드(LED)인, 디스플레이.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 광 방출 소자는 유기 발광 다이오드(OLED)인, 디스플레이.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 협대역 필터는 노치 필터인, 디스플레이.
  5. 제5항에 있어서,
    상기 노치 필터는 컬러 노치 편광기인, 디스플레이.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 협대역 필터에 평행하게 상기 디스플레이의 영역 전체에 걸쳐 그룹으로 장착되는 복수의 추가 광 방출 소자를 더 구비하되, 상기 추가 광 방출 소자들의 각 그룹은 상기 디스플레이의 컬러 픽셀을 구성하고, 각 픽셀은 상기 적색, 녹색 및 청색 광의 조합에 의해 상기 픽셀의 요구되는 색을 제공하는 한편 상기 디스플레이 배면을 향하여 상기 협대역 필터를 통과하는 광의 색을 중화하도록 적어도 3개의 인접 또는 적층되는 적색, 녹색 및 청색 광 방출 소자로 구성하는, 디스플레이.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    픽셀 x 픽셀 단위로 배치되는 광섬유와 같은 광 가이드를 더 구비하며, 상기 광섬유의 말단부는 그들이 상기 디스플레이 전면에 인접하도록 배치되며, 상기 광섬유들의 기단부는 상기 광 방출 소자들에 동작 가능하게 연결되는, 디스플레이.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 층들은 편평한 형상인, 디스플레이.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 층들은 튜브형인, 디스플레이.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 층들은 입방 형인, 디스플레이.
  11. 일 방향 디스플레이 픽셀 소자를 구동하는 방법으로서,
    투명 재료로 제조되는 적어도 2개의 층을 제공하는 단계;
    상기 투명 재료 층들 사이에 끼워지며, 상기 디스플레이의 상기 영역 전체에 걸쳐 그룹으로 장착되는 복수의 광 방출 소자를 제공하는 단계로서, 상기 광 방출 소자의 각 그룹은 상기 디스플레이의 컬러 픽셀을 구성하고, 각각의 픽셀은 적어도 3개의 인접 또는 적층되는 적색, 녹색 및 청색 광 방출 소자들로 구성하여 광 방출 소자로부터 방출되는 적색, 녹색 및 청색 광의 조합에 의해 상기 픽셀의 요구되는 색을 제공하는 단계;
    그룹들로 배열되는 복수의 협대역 필터를 제공하는 단계로서, 각각의 그룹은 상기 디스플레이의 상기 배면을 향하는 각각의 적색, 녹색 및 청색 광의 상기 협대역 범위 내의 광을 차단하도록 상기 디스플레이 픽셀들을 구성하는 상기 적색, 녹색 및 청색 광 방출 소자들에 평행하게 장착되는 적어도 3개의 적색, 녹색 및 청색 협대역 필터로 구성하는 단계;
    상기 일 방향 디스플레이에 의해 디스플레이될 이미지를 재생하도록 상기 컬러 픽셀을 활성/비활성화하기 위한 픽셀 구동 회로를 제공하는 단계; 및
    상기 디스플레이 이미지의 재생을 제어하는 상기 회로를 상기 디스플레이의 영역 전체에 걸쳐 제공되는 모든 화소들이 더 높은 정의의 이미지를 재생하기 위한 방식으로 설정함으로써 또한 상기 디스플레이 이미지의 재생을 제어하는 상기 회로를 디스플레이 정의를 전이, 즉, 활성 중인 어레이 내의 각각 2개의 픽셀들 간의 하나 이상의 픽셀을 생략하여 더 낮은 정의의 이미지를 재생하기 위한 방식으로 설정함으로써 상기 디스플레이 이미지의 재구성을 위해 작동할 픽셀의 수를 조정하는 단계를 포함하는, 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 디스플레이 이미지의 재생을 제어하는 상기 회로를 상기 디스플레이 패널 전체에 걸쳐 각각 활성 중인 픽셀 중에서 일부 광 방출 소자를 활성/비활성화하는 방식으로 설정함으로써 특정 픽셀을 더 크게 또는 더 작게 만들도록 상기 픽셀의 크기 및 형상을 조정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 협대역 필터에 평행하게 상기 디스플레이의 영역 전체에 걸쳐 그룹으로 장착되는 복수의 추가 광 방출 소자를 더 구비하되, 상기 추가 광 방출 소자들의 각 그룹은 상기 디스플레이의 컬러 픽셀을 구성하고, 각 픽셀은 적어도 3개의 인접 또는 적층되는 적색, 녹색 및 청색 광 방출 소자로 구성하여 상기 적색, 녹색 및 청색 광의 조합에 의해 상기 픽셀의 요구되는 색을 제공하는 한편 상기 디스플레이 배면을 향하여 상기 협대역 필터를 통과하는 광의 색을 중화하도록 하는 단계; 및
    상기 신호의 크기를 상기 구동회로에 의해 계산하여 상기 신호를 상기 추가 광 방출 소자의 상기 전극 상에 인가하여 상기 복수의 추가 광 방출 소자와 관련하여 상기 복수의 원색 광 광 방출 소자로부터 방출되는 광을 낮에는 백색 또는 거의 백색으로, 저녁에는 회색 또는 거의 회색으로 만드는 단계를 더 포함하는, 방법.
  14. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광 방출 소자는 발광 다이오드(LED)인, 방법.
  15. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광 방출 소자는 유기 발광 다이오드(OLED)인, 방법.
  16. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 협대역 필터는 노치 필터인, 방법.
  17. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 노치 필터는 컬러 노치 편광기인, 방법.
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