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KR20160031032A - 발광을 이용한 단일층 반사형 디스플레이 - Google Patents

발광을 이용한 단일층 반사형 디스플레이 Download PDF

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KR20160031032A
KR20160031032A KR1020167005345A KR20167005345A KR20160031032A KR 20160031032 A KR20160031032 A KR 20160031032A KR 1020167005345 A KR1020167005345 A KR 1020167005345A KR 20167005345 A KR20167005345 A KR 20167005345A KR 20160031032 A KR20160031032 A KR 20160031032A
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KR
South Korea
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light
reflective display
mirror
layer
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KR1020167005345A
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KR101684838B1 (ko
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개리 깁슨
스티븐 킷슨
팀 타포스
Original Assignee
휴렛-팩커드 디벨롭먼트 컴퍼니, 엘.피.
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Publication date
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Abstract

반사형 디스플레이 디바이스는 다수의 디스플레이 픽셀을 갖는다. 각각의 픽셀은 세 개의 원색 각각에 대해 나란히 배치된 적어도 세 개의 컬러 서브 픽셀을 갖는다. 적어도 하나의 컬러 서브 픽셀은 투과도가 조정가능한 광 셔터와, 선택된 컬러의 광을 방출하는 발광 재료를 포함하는 발광층과, 이 선택된 컬러에 대응하는 광을 반사시키기 위한 미러를 갖는다.

Description

발광을 이용한 단일층 반사형 디스플레이{SINGLE-LAYER REFLECTIVE DISPLAY UTILIZING LUMINESCENCE}
본 발명은 발광을 이용한 단일층 반사형 디스플레이에 관한 것이다.
반사 전자 디스플레이는 인기를 얻고 있는 신규 타입의 디스플레이이다. 예를 들어, 반사형 디스플레이는 전자책 판독기에서 사용되었다. 통상적인 플랫 패널(flat-panel) 디스플레이가 그 자체에 광원을 필요로 하는 것과는 달리, 반사형 디스플레이는 디스플레이된 이미지를 생성하기 위한 조명을 위해 주변광(ambient light)을 이용한다. 따라서, 책 페이지 또는 신문 프린트와 같이 "종이 잉크(ink-on-paper)"로 프린트된 자료의 형상을 모방할 수 있으며, 흔히 "전자 종이" 또는 "e-paper(electronic paper)"로 지칭되기도 한다. 조명을 위한 주변광의 사용에 기인하여, 반사형 디스플레이는 통상적인 디스플레이와 비교하여 저전력 소비의 상당한 장점을 갖고, 밝은 주변광 하에서 뷰잉(viewed)되도록 하는 기능을 갖는다.
반사형 디스플레이를 개발하는 것에 있어서 주요 도전과제(challenge)는 디바이스 구조를 과도하게 복잡하고 제조하기 어렵게 만들지 않고 양호한 컬러를 제공하는 것이다. 다수의 반사 페이퍼 유사 디스플레이 기술은 여러 액티브 디바이스층을 적층(stacking)함으로써 만족스러운 컬러를 달성하도록 시도한다. 이 기술은 각각의 액티브층에서 흡수에 의해 가시 스펙트럼의 부분을 빼는 것과 나머지를 반사시키는 것에 의존하여 원하는 컬러를 생성한다. 풀 컬러(full color)를 제공하는 것은 RGB(Red Green Blue) 또는 CYM(Cyan Yellow Magenta)과 같은 적어도 세 개의 원색(primary color)에 대응하는 입사 가시 스펙트럼의 부분을 독립적으로 빼는 기능을 필요로 한다. 또한, 흑백을 가능하게 하고/또는 그레이스케일을 제공하기 위해 제 4 층이 흔히 요구된다. 일부 경우에서, 두 원색이 하나의 액티브층에서 달성될 수 있기 때문에 풀 컬러를 획득하기 위해 네 개의 액티브층보다 적게 이용하는 것이 가능할 수 있다. 하지만, 두 액티브층을 적층하는 것도 문제가 될 수 있다. 복수 층은 복수의 전자 백플레인(backplane) 및/또는 복잡한 비아(via)를 필요로 한다. 이는 보다 어려운 제조방법, 더 적은 산출물 및 더 큰 비용을 야기한다. 다수 층의 사용은 또한 디바이스 성능을 저하시킨다. 인터페이스에서의 스트레이(stray) 반사 및 불완전한 투명도로 인한 적층된 층에서의 흡수에 의해 콘트라스트(contrast) 및 휘도(brightness)가 감소한다.
액티브층을 적층하는 것 대신에 서브 픽셀(이 서브 픽셀의 각각이 입사 광 중의 원색의 협대역만을 반사시킴으로써 그 원색을 제공한다)의 사용을 통해 풀 컬러를 달성하려고 하는 시도가 있다. 이 접근방식에 관한 문제점은 픽셀 영역의 작은 일부만이 각각의 원색을 생성하는데 사용되고, 서브 픽셀 외부에 속하는 입사광은 낭비된다는 것이다. 이는 용납할 수 없을 정도로 낮은 발광 레벨을 야기한다. 또한, 전후 전기 영동 디스플레이(front-back electrophoretic display)와 같은, 일부 기술은, "온(on)" 컬러 입자가 픽셀의 전면으로 풀링될 때 "오프(off)"컬러가 여전히 부분적으로 가시적인 문제점을 갖는다. 지금까지, 기존의 단일층 반사형 디스플레이 기술로, 허용가능한 컬러를 실현한 것은 없다.
다음의 도면에 대하여, 예시의 방식으로, 본 발명의 일부 실시예가 설명된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따라 구성된 반사형 디스플레이 디바이스의 개략도이다.
도 2는 도 1의 반사형 디스플레이 디바이스의 픽셀의 개략적인 단면도이다.
도 3은 도 2의 픽셀에서의 컬러 서브 픽셀의 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에서 빛 파장의 함수로서 칼라 서브 픽셀의 발광성 흡수 및 방출을 도시하는 플롯이다.
도 1은 본 발명에 따른 디스플레이 디바이스의 실시예를 도시한다. 이하에서 더 자세하게 설명되는 바와 같이, 디스플레이 디바이스(100)는 고 컬러 퀄리티의 이미지를 디스플레이하는 것이 가능하고 구조에서 있어서 단순하며 제조하기 쉬운 컬러 디스플레이 스크린(102)을 갖는다.
디바이스(100)는 재충전가능 배터리와 같은, 내장(built in) 전력 소스 및, 이의 작동을 위한 전자 회로 및 소프트웨어를 갖는다. 도 1에서 도시된 바와 같이, 디바이스(100)는 이미지 디스플레이 기능을 제어하기 위한 버튼(104)을 가질 수 있고, 데이터 엔트리를 위한 키패드(106)를 가질 수 있다. 또한, 디스플레이 스크린(102)은 스크롤 바 또는 제어 버튼과 같은 제어 특징을 디스플레이할 수 있는 터치 스크린이 될 수 있다. 디스플레이 디바이스(100)는 디스플레이될 이미지의 수신 데이터를 위한 수단을 더 포함한다. 예를 들어, 디바이스(100)는 USB 케이블을 통해 전송되는 데이터를 수신하기 위한 또는, 이에 저장된 이미지 데이터를 갖는 USB 메모리 스틱을 수용하기 위한 USB 포트(110)를 가질 수 있다. 디바이스는 또한 데이터 저장 디바이스의 다른 타입을 위한, SD 카드 슬롯(112)과 같은, 리셉터클(receptacle)을 가질 수 있다. 대안적으로, 디바이스(100)는 컴퓨터 또는 인터넷과 같은 네트워크로부터 이미지 데이터를 무선으로 다운로딩하기 위한 무선 전송 기능을 가질 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 스크린(102)의 픽셀(120)의 개략적인 표현을 도시한다. 픽셀(120)은 복수의 서브 픽셀을 갖고, 이의 각각은 주어진 스펙트럼 대역에서 발생된 광을 변조시키기 위한 역할을 한다. 도시된 실시예에서, 픽셀(120)은 세 개의 원색인 적색, 녹색, 청색, 각각을 변조시키기 위한 세 개의 서브 픽셀(122, 124, 및 126), 및 백색광의 변조를 위한 선택적 서브 픽셀(128)을 갖는다. 다른 컬러 선택 및 상이한 수의 서브 픽셀이 사용될 수 있다. 함께 적층된 다수의 액티브 컬러 흡수/반사 층을 갖는 반사형 디스플레이 구조와는 대조적으로, 서브 픽셀은 동일 층에서 나란히 배치되기 때문에, 이 픽셀 구조는 "단일층" 구조이다.
설명의 명료성을 위해, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 하나의 컬러 서브 픽셀(13)의 구조를 도시한다. 이 서브 픽셀 구조는 도 2의 픽셀 내의 모든 세 개의 컬러 서브 픽셀(122, 124, 126)에 적용될 수 있다. 서브 픽셀(130)은 세 개의 컴포넌트, 셔터(shutter)(132), 발광층(134), 및 미러(136)로 구성된다. 셔터(132)는 컬러 서브 픽셀(130)의 상부층을 형성하고 조명을 위한 주변광은 셔터를 통해 서브 픽셀로 진입한다. 셔터는 조정가능한 광 투과도를 갖는다. 셔터(132)는 서브 픽셀(130)로 진입하는 주변 광 및 또한 서브 픽셀로부터 나오는 광의 강도를 변조시킨다. 이 방식으로, 셔터(132)는 바람직한 휘도를 달성하기 위해 서브 픽셀에 의해 생성된 광의 양을 제어한다. 일부 실시예에서, 셔터(132)는 전자 광학 셔터를 포함하며, 이의 투명도는 파장의 일부 범위에 걸쳐 다수의 중간 그레이 레벨을 갖고, 거의 투명에서 거의 불투명으로 변조될 수 있다. 블랙/클리어 이색성 액정(black/clear dichroic-liquid crystal;LC) 게스트 호스트 시스템 및 면내 전기 영동(in-plane ElectroPhoretic;EP) 시스템을 포함하는, 전자 광학 셔터에 대해 다수의 가능한 선택이 존재한다. 일부 실시예에서, 이색성 LC 시스템이 사용된다면, 광의 사분의 일 파장판(quarter-wave plate)이 액정 셔터와 발광 재료 사이에 배치될 수 있어서 양쪽 편광의 흡수를 제공한다. 다른 선택은 콜레스테릭(cholesteric) 액정 셀 또는 전기습윤(electrowetting) 층을 포함한다.
발광층(134)은 셔터 층(132) 하부에 배치된다. 발광층(134)은 선택된 컬러에 대한 발광체(lumophore)를 포함하는 발광 재료를 포함한다. 일반적으로 발광체는 발광을 나타내는 화합물의 화학적 원자(atom) 또는 원자단(atomic grouping)이다. 발광체는 발광층에서 고체 필름 또는 분산액(liquid dispersion) 중 하나에 포함될 수 있다. 디스플레이 서브 픽셀에 대해 사용가능한 발광체는 유기 또는 무기 염료(dye) 및 인광체(phosphor), 반도체 나노결정(semiconducting nanocrystal), 및 이들 중 어느 하나를 이용하는 색소 입자(pigment particle)를 포함한다. 발광체가 고체 또는 액체 매트릭스에 매립된다면, 매트릭스 재료는 발광체에 의해 흡수될 또는 방출될 파장에서 실질적으로 투명할 것이다.
발광층(134) 하부에 광학 스펙트럼의 선택된 부분을 반사하는 미러(136)가 있다. 이 미러(136)는, 예를 들어, 브래그 스택(Bragg stack), 광대역 미러 상의 흡수 염료, 또는 플라스모닉(plasmonic) 입자와 같은 광학 산란체(scatterer)의 층이 될 수 있다. 후자의 두 가지 선택은 상이한 반사 대역을 갖는 미러가 나란한 서브 픽셀 구성으로 쉽게 제조될 수 있다는 점에서 유익할 수 있다. 이들은 또한 주변 광의 입사각에서의 이들의 감소된 의존성을 위해 선택될 수 있다.
도 4는 파장의 함수로서 발광체의 흡수 대역(150)과 방출 대역(152) 사이의 관련성을 도시한다. 도 4에서 도시된 바와 같이, 발광체는 최대 흡수 에지, λabs까지의 파장을 갖는 광을 흡수한다. 흡수된 에너지의 상당 부분은 흡수 에지보다 더 긴 방출 파장 λemis근처의 대역에서 발광체에 의해 재방사될 것이다. 이는 입사광의 스펙트럼의 일부분을 단지 반사시키는 디바이스에 비해 효율성에서 큰 장점을 제공한다. 특정 컬러 대역 내에 속하는 그저 작은 부분이 아니라 (UV를 포함하는) 흡수 파장 이하의 모든 파장의 입사 에너지의 대부분이 이용될 수 있다. 적색 서브 픽셀의 경우, 이는 주어진 서브 픽셀 영역에 대한 휘도에서의 수배의(several-fold) 향상을 제공할 수 있다. 일반적으로, 일부 컷오프, λabs로부터 통상적인 주변 환경에서 존재하는 가장 짧은 파장까지에 이르는 흡수의 발광체를 사용하는 것이 바람직하다. 실제로, 디바이스의 상부층이 야외 환경에서 적절하게 투명하다면 이 지역에서는 비록 다소 짧은 파장이 도움이 될 수 있지만 320nm보다 훨씬 짧은 파장의 흡수에서는 무시할 수 있을 정도의 장점이 존재할 것이다.
미러(136)는 선택된 대역폭의 광만을 반사시킨다는 점에서 파장 선택적이다. 미러(136)가 서브 픽셀의 제 1 원색의 광을 반사하지만 다른 두 원색은 반사하지 않도록, 반사 대역폭이 선택될 수 있다. 예를 들어, 도 2에서 적색 픽셀(122)에 대한 미러(144)는 적색광을 반사시키지만 발광층(142)에 의해 완전하게 흡수되지 않는 입사광의 어떤 녹색 또는 청색 부분을 반사시킬 수 없다. 미러(136)는 두 가지 점에서 컬러 서브 픽셀(130)의 성능을 향상시킨다. 첫째로, 이는 발광체에 의해 뷰잉 표면(148)으로부터 멀어지는 쪽으로 방출된 광의 방향을 바꾼다는 것이다. 방출된 광을 뷰잉 표면(148)을 향해 다시 반사시킴으로써, 뷰잉하기 위해 사용가능한 서브 픽셀(130)로부터의 총 광량은 상당히 증가될 수 있다. 이와 관련하여, 흡수 에지와 방출 파장을 구분하는 적절한 스토크스 시프트(도 4에서 λemis - λabs)에 의해, 발광체는 반사된 방출된 광을 다시 통과시켜 뷰잉 표면 밖으로 내보낼 경우 상기 반사된 방사광을 그다지 많이 재흡수하지는 않을 것이다.
두 번째로, 파장 선택적 미러(136)는 당업자가 발광체에 의해 크게 흡수되지 않는 입사 주변 광의 부분을 최적으로 이용할 수 있게 된다는 것이다. λabs과 λemis 사이(즉, 스토크 이동 범위 내)와 λemis를 초과하는 파장의 광을 포함하는 이 부분은 미러(136)에 도달할 것이다. 또한 이 광의 일부는 뷰잉 표면을 향해 다시 반사될 수 있어서 서브픽셀의 총 출력에 도움이 된다. 미러(136)가 없으면, 이 광은 낭비된다. 일부 실시예에서, 미러(136)의 반사 대역(154)은, 방출 파장보다 큰 컷오프 파장에서 시작하여 발광체의 흡수 에지 파장 λabs을 포함하는 더 짧은 파장으로 연장되도록, 선택된다. 미러 반사의 긴 파장 컷오프는 서브 픽셀에 할당된 컬러 대역의 긴 파장 에지에서 설정될 수 있다. 적색 서브 픽셀에 대해, 인지의 제한에서 벗어나는 적색을 반사시키는 것이 바람직할 수 있기 때문에, 반사 대역이 도달할 수 있거나 적색의 표준 범위의 긴 파장 에지를 초과하여 직진할 수도 있다.
적색 서브 픽셀(122)의 경우에, 상대적으로 큰 스토크 이동을 갖는 발광체를 사용하는 것이 바람직할 수 있기 때문에, 스토크 이동 범위에서 미러(144)의 반사는 특히 중요할 수 있다. 인간의 명순응(photopic) 반응의 정점은 555nm(녹색)에 있기 때문이다. 결과적으로, 발광체에 의해 흡수된 555nm보다 긴 파장을 갖는 임의의 주변 광은 인간이 덜 민감한 파장(λemis)으로 변환된다. 따라서, 일부 경우에서 λemis보다 다소 짧지만 555nm 보다 긴 파장을 단순하게 반사시키는 것이 바람직할 수 있다. 최적 스토크스 시프트는 발광체의 내부 광 발광(photoluminescence;PL) 효율, λemis의 선택된 값, 및 디바이스의 바람직한 컬러 색역(gamut)에 의존한다. 예를 들어, 매우 짧은 파장을 변환시키는 것보다는 반사시키는 것이 황색으로 적색 컬러 포인트를 이동시킬 수 있다. 반면, 변환 효율이 충분히 높지 않다면 반사시키는 것보다는 변환시키는 것이 감소된 휘도를 야기할 수 있다. 이 점에서, 긴 파장에서 인간의 명순응 반응을 줄이는 것에 기인하여, 일부 실시예에서는, 적색 발광층(142)에서의 적색 발광체의 방출 파장 λemis이 가장 짧은 파장이 되도록 선택될 수 있으며 바람직한 적색을 제공한다.
대조적으로, 청색 서브 픽셀(126)의 경우에, 발광체의 양자 효율이 적당하게 높다면 작은 스토크 이동이 바람직할 수 있다. 이는 발광체가 광을 인간이 보다 민감한 파장으로 변환시키기 때문이다. 동일한 이유로, 너무 녹색이 아닌 컬러 포인트를 유지하는 동안 가능한 한 긴 청색 방출 파장을 선택하는 것이 또한 바람직할 수 있다. 주어진 스토크스 시프트에 대해, 더 긴 방출 파장은 더 많은 주변 스펙트럼이 흡수되고 이용되는 것을 허용한다. 일부 실시예에서, 방출 및 아웃 커플링(out-coupling) 효율성의 생산물이 만족스럽게 높지 않다면, 발광을 사용하는 것 대신에 파장 선택적인 미러에 의한 청색 파장을 단지 반사시키는 것만이 더 바람직한 것일 수도 있다. 이 경우에, 청색 서브 픽셀은 청색 발광체를 갖는 발광층 대신에, 셔터와 미러 사이에 투명 중간층을 가질 수 있다.
서브 픽셀의 셔터 층(132)의 투명도를 다양한 중간값으로 설정함으로써, 전체 픽셀의 효과적인 컬러 및 명도(lightness) 모두가 넓은 컬러 색역(gamut)에 걸쳐 조정될 수 있다. 방출 파장, 반사된 파장, 및 세 개의 컬러 서브 픽셀이 적절하게 선택되면, 이들의 셔터가 완전하게 깨끗한 상태에 있을 때 이들은 백색에 가까운 컬러를 디스플레이할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 상당히 높은 내부 방출 효율성을 갖더라도, 백색 상태의 명도 및 컬러 포인트는 일부 목적에 대해 부적절할 수 있다. 이 경우에, 디스플레이의 백색 상태의 명도 및 컬러 포인트를 향상시키기 위해 선택적 백색 서브 픽셀(128)이 포함될 수 있다. 백색 서브 픽셀은 광 진폭 변조를 위한 셔터(160) 및 광 반사를 위한 미러를 갖는다. 컬러 서브 픽셀(122, 124, 126)과는 다르게, 백색 픽셀(128)의 중간층(162)는 투명한 재료이고 발광체를 포함하지 않으며, 백색 픽셀의 미러(164)는 백색 광을 반사시키는 것을 가능하게 하는 광대역 미러이다. 백색 상태의 명도에 있어서의 향상은 CIE 1976(L*,a*,b*) 컬러 공간의 a* 및 b* 차원에서 픽셀의 컬러 색역의 범위를 소비하여 실시될 수 있다는 것에 유의해야한다. 컬러 서브 픽셀 및 백색 서브 픽셀의 영역은 L*/ΔL*과 a* 및 b* 차원에서 컬러 색역의 폭 사이의 교환을 최적화하도록 선택될 수 있다.
서브 픽셀(130)의 발광층에서 사용될 수 있는 많은 타입의 발광체가 존재한다. 이들은 유기 발광성 폴리머(polymer), 올리고머(oligomer), 작은 분자(예를 들어, 염료) 및 무기 나노결정 또는 인광체를 포함한다. 이들 재료는 합성물의 형태로 다른 재료에 매립된 또는 색소 입자에 결합된 박막 형태로 사용될 수 있다. 이들은 또한 콜로이드(colloid)/분산(dispersion)/현탁(suspension)의 형태로 액체 층에 통합될 수 있다. 일부 경우에서, 용제형(solvent-based) 발광체의 사용은 농도 켄칭(concentration quenching)에 관한 이슈를 경감시킬 수 있다. 술포로다민(sulphorhodamine)101과 같은 염료는 용액에서 거의 100%의 내부 양자 효율성을 갖는 것으로 알려져 있다. 많은 폴리머 및 올리고머의 방출 효율성은 또한 박막 형태에서도 상당히 높아질 수 있다. 반도체 나노결정은 80%보다 큰 양자 효율성을 가질 수 있지만, ~50%는 보다 일반적이다. 반도체 나노결정은 강건(robust)하며 이들의 흡수 에지 이하의 파장의 광역에 걸쳐 광을 흡수하는 기능을 제공한다. 또한, 반도체 나노결정의 방출 스펙트럼은 일부 경우에서 25nm FWHM 미만으로, 상당히 좁을 수 있다. 본 발명의 일부 실시예에서, 반도체 나노결정과 같이, 좁은 방출 대역을 갖는 발광체는, 고도로 포화된 컬러(saturated color)를 획득하는데 사용될수 있다.
흡수 스펙트럼, 방출 스펙트럼 및 스토크 이동의 바람직한 조합을 엔지니어링하기 위해, 감광제(sensitizer)와 함께 발광체의 조합이 사용될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 흡수 염료는 발광체와 조합될 수 있어서 흡수 염료(감광제)는 일부 파장 대역에서 흡수하고 또한 포스터 교환(Forster exchange)과 같은 프로세스를 통해 발광체로 에너지를 전달한다.
일부 다른 실시예에서, 적외선을 포함하여, 더 긴 파장에서 사용가능한 에너지의 장점을 취하기 위해서 발광 재료는 발광체를 상향 변환(up-converting)시킬 수 있다. 상향 변환 발광체는 주어진 서브 픽셀에 대한 바람직한 컬러 대역보다 더 긴 파장을 갖는 광을 흡수하고 이 컬러 대역 내의 광을 방출한다.
일반적으로, 더 적은 층을 갖는 디바이스를 제조하는 것이 더 용이할 것이다. 결과적으로, 예를 들어, 전자 광학 셔터 기판 또는 파장 선택적 미러 상에 사용된 임의의 발광층을 통합시키는 것이 유익할 수 있어서, 금속층에 매우 근접하게 놓지 않도록 유의하여 발광을 켄칭시킬 수 있으며, 이는 약 100nm 미만의 간격에서 발생할 수 있다.
상술된 바와 같은 단일층 발광성 접근방식은 비발광성 단일층 반사형 디스플레이 기술보다 큰 명도를 제공하는데, 이는 사용가능한 주변 스펙트럼의 더 큰 부분을 사용하기 때문이다. 또한, 좁은 방출 스펙트럼을 갖는 적절한 발광체의 사용은 종래의 반사형 디스플레이 기술에서 사용가능한 것보다 더 포화된 컬러를 제공할 수 있다. 본 발명에 의해 가능하게 된 더 밝고, 더 큰 컬러 색역은 단일층 반사형 디스플레이를 상업적으로 실현 가능하게 하고, 반면 종래의 단일층 반사형 디스플레이 기술은 극도로 어두운 컬러 색역에 기본적으로 제한되기 때문에 실현 불가능하다.
전술한 설명에서, 본 발명의 이해를 제공하기 위해 다수의 자세한 사항이 제시된다. 하지만, 본 발명이 이들 자세한 설명 없이 실시될 수 있다는 것이 당업자에 의해 이해될 것이다. 제한된 수의 실시예와 관련하여 본 발명이 개시되는 반면, 당업자는 이들로부터의 다수의 수정 및 변형을 이해할 것이다. 첨부된 청구항은 본 발명의 참 사상 및 범위 내에 속하는 바와 같이 이러한 수정 및 변형을 포괄하는 것으로 의도된다.
102 : 디스플레이 스크린 104 : 버튼
106 : 키패드 110 : USB 포트
112 : SD 카드 슬롯 120 : 픽셀
122,124,126 : 서브 픽셀 128 : 선택적 서브 픽셀
132 : 셔터 134 : 발광층
136 : 미러 148 : 뷰잉 표면
150 : 흡수 대역 152 : 방출 대역
154 : 반사 대역 162 : 중간층

Claims (12)

  1. 반사형 디스플레이 픽셀로서,
    나란히 배치된 적어도 세 개의 서브 픽셀(sub-pixel)을 포함하되,
    상기 서브 픽셀의 각각은 세 개의 원색(primary color) 중 하나에 대응하며,
    상기 서브 픽셀의 각각은
    투과도가 조정가능한 광 셔터와,
    상기 광 셔터 아래에 배치되며, 대응하는 원색의 광을 방출하는 발광(luminescent) 재료를 포함하는 발광층과,
    상기 발광층의 아래에 배치되어 제각기의 원색에 대응하는 광을 반사시키는 파장 선택 미러
    를 포함하고,
    상기 파장 선택 미러는 광대역 미러 상의 흡수 염료로 형성되거나 또는 상기 파장 선택 미러는 광학 산란체의 층으로 형성되며,
    백색 광을 반사시키는 파장 선택 미러 대신에 광대역 미러 및 광 셔터를 포함하는 백색 서브 픽셀을 더 포함하되, 상기 백색 서브 픽셀은 상기 광대역 미러와 상기 광 셔터 사이의 발광 재료층 대신에 투명 재료의 중간층을 포함하는
    반사형 디스플레이 픽셀.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 세 개의 원색은 적색, 청색, 및 녹색을 포함하는
    반사형 디스플레이 픽셀.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 각각의 서브 픽셀의 미러는 상기 서브 픽셀의 제각기의 발광 재료의 방출 파장과 흡수 에지 파장 사이의 대역을 포함하는 선택된 반사 범위를 갖는
    반사형 디스플레이 픽셀.
  4. 제 1 항에 있어서,
    각각의 셔터는 이색성 게스트 액정 호스트 시스템(dichroic guest-liquid crystal host system) 및 면내 전기영동 시스템(in-plane electrophoretic system)의 그룹으로부터 선택되는
    반사형 디스플레이 픽셀.
  5. 제 1 항에 있어서,
    각각의 발광 재료는 반도체 나노결정(semiconducting nanocrystals)을 포함하는
    반사형 디스플레이 픽셀.
  6. 제 1 항에 있어서,
    각각의 발광 재료는, 제각기의 원색의 광을 방출하기 위해, 광을 흡수하고 에너지를 상기 발광 재료로 전달하는 감광제(sensitizer) 재료를 포함하는
    반사형 디스플레이 픽셀.
  7. 반사형 디스플레이 디바이스로서,
    복수의 픽셀을 포함하되,
    각각의 픽셀은 나란히 배치된 적어도 세 개의 서브 픽셀을 갖고, 상기 서브 픽셀의 각각은 세 개의 원색 중 하나에 대응하며,
    상기 서브 픽셀의 각각은
    투과도가 조정가능한 광 셔터와,
    상기 광 셔터의 아래에 배치되고, 상기 대응하는 원색의 광을 방출하는 발광 재료를 포함하는 발광층과,
    상기 발광층의 아래에 배치되어 제각기의 원색에 대응하는 광을 반사시키는 파장 선택 미러
    를 포함하고,
    상기 파장 선택 미러는 광대역 미러 상의 흡수 염료로 형성되거나 또는 상기 파장 선택 미러는 광학 산란체의 층으로 형성되며,
    각각의 픽셀은 백색 광을 반사시키는 파장 선택 미러 대신에 광대역 미러 및 광 셔터를 포함하는 백색 서브 픽셀을 더 포함하되, 상기 백색 서브 픽셀은 상기 광대역 미러와 상기 광 셔터 사이의 발광 재료의 층 대신에 투명 재료의 중간층을 포함하는
    반사형 디스플레이 디바이스.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 세 개의 원색은 적색, 청색, 및 녹색을 포함하는
    반사형 디스플레이 디바이스.
  9. 제 7 항에 있어서,
    각각의 서브 픽셀의 미러는 제각기의 서브 픽셀의 상기 발광 재료의 방출 파장과 흡수 에지 파장 사이의 범위를 포함하는 선택된 반사 범위를 갖는
    반사형 디스플레이 디바이스.
  10. 제 7 항에 있어서,
    각각의 셔터는 이색성 게스트 액정 호스트 시스템 및 면내 전기영동 시스템의 그룹으로부터 선택되는
    반사형 디스플레이 디바이스.
  11. 제 7 항에 있어서,
    각각의 발광 재료는 반도체 나노결정을 포함하는
    반사형 디스플레이 디바이스.
  12. 제 7 항에 있어서,
    각각의 발광 재료는, 상기 제각기의 원색의 광을 방출하기 위해, 광을 흡수하고 에너지를 상기 발광 재료로 전달하는 감광제(sensitizer) 재료를 포함하는
    반사형 디스플레이 디바이스.
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