KR-102960946-B1 - Transparent Display Device

Abstract

본 발명은 구조를 변경하여 구비된 투과부 영역에서 후면 배경 인지가 가능할 뿐만 아니라, 발광부 구동시 색대조비를 향상시킨 투명 표시 장치에 관한 것이다.

Inventors

• 김남용
• 임고은

Assignees

• 엘지디스플레이 주식회사

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20190801

Claims (18)

1. 투과부와 상기 투과부 주변에 발광부를 갖는 기판; 상기 기판 상에 구비된 구동 소자; 상기 구동 소자와 접속되어 상기 발광부에 구비되는 발광 소자; 및 상기 구동 소자와 접속되어 상기 투과부에 구비되며, 상기 발광부의 구동시 차폐되는 전기 변색 소자를 포함하고, 상기 전기 변색 소자는 상기 구동 소자와 접속된 투명 전극, 상기 투명 전극과 접하며 전압 인가시 투과광을 차폐하는 전기 변색층 및 상기 투명 전극과 전기 변색층을 사이에 두고 대향된 대향 전극을 포함하고, 상기 발광 소자는 상기 투명 전극과 전기적으로 접속된 제 1 전극, 상기 제 1 전극 상의 발광층 및 상기 발광층 상에 상기 대향 전극과 일체형의 제 2 전극을 포함하고, 상기 구동 소자는 액티브층, 상기 액티브층과 일부 중첩한 게이트 전극, 상기 액티브층과 양측에 접속된 소스 전극 및 드레인 전극을 갖는 박막 트랜지스터를 포함하고, 상기 드레인 전극 상에 상기 투명 전극 및 제 1 전극이 적층되고, 상기 구동 소자가 상기 전기 변색 소자의 동작을 제어하고, 상기 전기 변색 소자는 상기 발광 소자와 수평 방향으로 이격되어 배치되고, 상기 구동 소자는 상기 발광 소자와 중첩되고 상기 전기 변색 소자와 상기 수평 방향으로 이격되어 배치되는, 투명 표시 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서, 상기 전기 변색층과 상기 대향 전극과의 사이에 전해질층을 더 포함한 투명 표시 장치.
5. 삭제
6. 제 1항에 있어서, 상기 구동 소자는 상기 투과부 외측에 구비된 투명 표시 장치.
7. 제 1항에 있어서, 상기 구동 소자는 상기 제 1 전극과 접속되는 구동 박막 트랜지스터인 투명 표시 장치.
8. 제 1항에 있어서, 상기 투과부와 상기 발광부 사이에 뱅크가 더 구비된 투명 표시 장치.
9. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 전극과 동일층에 상기 제 2 전극과 접속되는 보조 전극을 더 구비하는 투명 표시 장치.
10. 복수개의 투과부와 상기 복수개의 투과부 각각에 이웃한 서로 다른 색의 제 1 및 제 2 발광부를 갖는 기판; 상기 제 1 및 제 2 발광부에 각각 구비된 제 1 및 제 2 구동 소자; 상기 제 1 및 제 2 발광부에, 각각 상기 제 1 및 제 2 구동 소자와 접속된 제 1 및 제 2 발광 소자; 및 상기 제 1 구동 소자와 접속되며 상기 투과부에 구비된 전기 변색 소자를 포함하고, 상기 전기 변색 소자는 상기 제 1 구동 소자와 접속된 투명 전극, 상기 투명 전극과 접하며 전압 인가시 투과광을 차폐하는 전기 변색층 및 상기 투명 전극과 전기 변색층을 사이에 두고 대향된 대향 전극을 포함하고, 상기 제 1 발광 소자는 상기 투명 전극과 전기적으로 접속된 제 1 서브 전극을 갖고, 상기 제2 발광 소자는 상기 투명 전극과 전기적으로 분리된 제 2 서브 전극을 갖고, 상기 제 1 및 제 2 구동 소자는 액티브층, 상기 액티브층과 일부 중첩한 게이트 전극, 상기 액티브층과 양측에 접속된 소스 전극 및 드레인 전극을 갖는 박막 트랜지스터를 포함하고, 상기 제 1 구동 소자의 드레인 전극 상에 상기 투명 전극 및 제 1 서브 전극이 적층되고, 상기 제 1 구동 소자가 상기 전기 변색 소자의 동작을 제어하고, 상기 전기 변색 소자는 상기 제 1 및 제 2 발광 소자와 수평 방향으로 이격되어 배치되고, 상기 제 1 및 제 2 구동 소자는 상기 제 1 및 제 2 발광 소자와 각각 중첩되고 상기 전기 변색 소자와 상기 수평 방향으로 이격되어 배치되는, 투명 표시 장치.
11. 삭제
12. 삭제
13. 삭제
14. 제 10항에 있어서, 상기 제 1 구동 소자 구동시 상기 제 1 발광 소자는 발광되고, 상기 제 1 구동 소자와 접속된 상기 전기 변색 소자는 차폐되는 투명 표시 장치.
15. 제 10항에 있어서, 상기 제 1 서브 전극 및 제 2 서브 전극 상에 각각 제 1 색 발광층, 제 2 색 발광층을 갖고, 상기 제 1 색 발광층 및 제 2 색 발광층에 상기 대향 전극과 일체형의 제 2 전극을 공통으로 포함한 투명 표시 장치.
16. 제 10항에 있어서, 상기 기판 상에 상기 제 1, 제 2 발광부와 다른 색의 제 3 발광부와, 상기 제 3 발광부에, 상기 전기 변색 소자와 연결되지 않는 제 3 구동 소자 및 상기 제 3 구동 소자와 접속된 제 3 발광 소자를 더 포함한 투명 표시 장치.
17. 투과부와, 상기 투과부에 대응된 복수개의 발광부를 갖는 기판; 상기 복수개의 발광부 각각에 구비된 구동 소자; 상기 구동 소자와 접속되어 상기 복수개의 발광부 각각에 구비된 발광 소자; 및 상기 투과부에 이웃한 발광부의 발광 소자와 접속한 전기 변색 소자를 포함하며, 상기 복수개의 발광 소자 중 적어도 어느 하나가 발광시 상기 발광 소자와 접속한 상기 전기 변색 소자는 차폐되고, 상기 전기 변색 소자는 상기 구동 소자와 접속된 투명 전극, 상기 투명 전극과 접하며 전압 인가시 투과광을 차폐하는 전기 변색층 및 상기 투명 전극과 전기 변색층을 사이에 두고 대향된 대향 전극을 포함하고, 상기 발광 소자는 상기 투명 전극과 전기적으로 접속된 제 1 전극, 상기 제 1 전극 상의 발광층 및 상기 발광층 상에 상기 대향 전극과 일체형의 제 2 전극을 포함하고 상기 구동 소자는 액티브층, 상기 액티브층과 일부 중첩한 게이트 전극, 상기 액티브층과 양측에 접속된 소스 전극 및 드레인 전극을 갖는 박막 트랜지스터를 포함하고, 상기 적어도 하나의 발광 소자와 접속되는 구동 소자의 드레인 전극 상에 상기 투명 전극 및 제 1 전극이 적층되고, 상기 적어도 하나의 발광 소자와 접속되는 구동 소자가 상기 전기 변색 소자의 동작을 제어하고, 상기 전기 변색 소자는 상기 발광 소자와 수평 방향으로 이격되어 배치되고, 상기 구동 소자는 상기 발광 소자와 중첩되고 상기 전기 변색 소자와 상기 수평 방향으로 이격되어 배치되는, 투명 표시 장치
18. 제 17항에 있어서, 상기 복수개의 발광 소자 중 발광하지 않는 발광 소자와 접속한 상기 전기 변색 소자는 투과성을 갖는 투명 표시 장치.

Description

투명 표시 장치{Transparent Display Device} 본 발명은 표시 장치에 관한 것으로, 특히 구조를 변경하여 구비된 투과부 영역에서 후면 배경 인지가 가능할 뿐만 아니라, 발광부 구동시 색대조비를 향상시킨 투명 표시 장치에 관한 것이다. 최근 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라 전기적 정보신호를 시각적으로 표현하는 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응하여 박형화, 경량화, 저소비전력화의 우수한 성능을 지닌 여러 가지 다양한 평판 표시장치(Flat Display Device)가 개발되어 기존의 브라운관(Cathode Ray Tube: CRT)을 빠르게 대체하고 있다. 이 같은 평판 표시장치의 구체적인 예로는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display apparatus), 양자점 표시장치(Quantum Dot Display Apparatus), 전계방출 표시장치(Field Emission Display apparatus), 유기 발광 표시장치(Organic Light Emitting Display apparatus) 등을 들 수 있다. 이 중, 별도의 광원을 요구하지 않으며 장치의 컴팩트화 및 선명한 컬러 표시를 위해 유기 발광 표시 장치가 경쟁력 있는 어플리케이션(application)으로 고려되고 있다. 한편, 최근에는 정형화된 텔레비전이나 핸드폰 및 모니터 뿐만 아니라, 차유리나 투명 유리 등에 디스플레이 기능을 부여하여 복합 기능의 투명 표시 장치로 이용하고자 하는 요구가 증대하였다. 그러나, 투명 표시 장치는 그 투명성을 위해 일정 면적 이상을 투과부로 확보해야 하므로, 발광시 투과부 영역에서 빛 손실이 크다는 문제가 있다. 도 1은 본 발명의 투명 표시 장치를 나타낸 대략 단면도 도 2a 및 도 2b는 본 발명의 투명 표시 장치의 투과부의 오프 상태와 온 상태를 나타낸 사시도 도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 투명 표시 장치의 투과부 및 발광부의 배치를 나타낸 평면도 도 4는 도 3의 I~I' 선상의 단면도 도 5는 도 3의 Ⅱ~Ⅱ'선상의 단면도 도 6은 도 3의 Ⅲ~Ⅲ'선상의 단면도 도 7은 본 발명의 투명 표시 장치의 각 발광부 구동 소자의 회로도 도 8은 발광부의 제 1, 제 2 전극 사이의 유기층 구성 및 투과부의 대응 구성을 나타낸 단면도 도 9a 및 도 9b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 투명 표시 장치의 오프 상태의 투과부 및 발광부를 나타낸 평면도 및 단면도를 나타낸 도면 도 10a 및 도 10b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 투명 표시 장치의 온 상태의 투과부 및 발광부를 나타낸 도면 도 11은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 투명 표시 장치를 나타낸 평면도 도 12는 도 11의 발광부들의 선택적인 발광을 나타낸 평면도 도 13a은 도 12의 적색 발광부 및 인접한 투과부의 구동을 나타낸 단면도 도 13b는 도 12의 녹색 발광부 및 인접한 투과부의 구동을 나타낸 단면도 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 실질적으로 동일한 구성 요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 기술 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 이하의 설명에서 사용되는 구성요소 명칭은 명세서 작성의 용이함을 고려하여 선택된 것으로, 실제 제품의 부품 명칭과 상이할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도면에 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 본 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 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. 본 발명의 다양한 실시예에 포함된 구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다. 본 발명의 다양한 실시예를 설명함에 있어, 위치 관계에 대하여 설명하는 경우에, 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. 본 발명의 다양한 실시예를 설명함에 있어, '제 1~', '제 2~' 등이 다양한 구성 요소를 서술하기 위해서 사용될 수 있지만, 이러한 용어들은 서로 동일 유사한 구성 요소 간에 구별을 하기 위하여 사용될 따름이다. 따라서, 본 명세서에서 '제 1~'로 수식되는 구성 요소는 별도의 언급이 없는 한, 본 발명의 기술적 사상 내에서 '제 2~' 로 수식되는 구성 요소와 동일할 수 있다. 본 발명의 여러 다양한 실시예의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 다양한 실시예가 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다. 도 1은 본 발명의 투명 표시 장치를 나타낸 대략 단면도이다. 도 2a 및 도 2b는 본 발명의 투명 표시 장치의 투과부의 오프 상태와 온 상태를 나타낸 사시도이다. 도 1과 같이, 본 발명의 투명 표시 장치는 투과부(T/S)와 상기 투과부 주변에 발광부(E)를 갖는 기판(100)과, 상기 기판(100) 상에 구비된 구동 소자(110)와, 상기 구동 소자(110)와 접속되어 상기 발광부(E)에 구비되는 발광 소자(OLED) 및 상기 구동 소자(110)와 접속되어 상기 투과부(T/S)에 구비되며, 상기 발광부(E)의 구동시 차폐되는 전기 변색 소자(SB)를 포함한다. 본 발명의 투명 표시 장치에서 인접한 투과부(T/S)와 발광부(E)는 공통의 구동 소자(110)와 전기적 접속을 가져 함께 구동될 수 있다. 즉, 발광부(E)의 발광 소자(OLED)의 구동시 같은 구동 소자(110)에 연결된 투과부(T/S)의 전기 변색 소자(SB)도 구동하는 것이다. 구동의 방식은 발광 소자(OLED)가 상기 구동 소자(110)의 턴온(turn on) 동작에 따라 발광하면 이에 연결된 전기 변색 소자(SB)는 차폐 동작하고, 발광 소자(OLED) 구동 소자(110)의 턴 오프(turn off) 동작에 따라 비 발광 상태를 나타내면, 이에 연결된 전기 변색 소자(SB)는 비구동되며, 상기 투과부(T/S)에서 후면의 외부 빛이 상면으로 투과되게 된다. 기판(100)은 적어도 하나 이상의 발광부(E)와 적어도 하나 이상의 투과부(T/S)를 갖는다. 그리고, 상기 구동 소자(110)는 도 1과 같이, 투과부(T/S)가 아닌 영역에 배치되도록 한다. 구동 소자(110)는 예를 들어, 박막 트랜지스터와 같은 선택적으로 온/오프가 가능한 소자로 이루어질 수 있다. 구동 소자(110)는 단일로도 구비될 수 있지만 이에 한하지 않으며, 2개 이상의 복수개의 박막 트랜지스터가 연결되어 이루어질 수도 있고, 박막 트랜지스터뿐만 아니라 스토리지 캐패시터와 같은 저장 소자를 더 포함할 수도 있다. 한편, 발광 소자(OLED)는 적층되는 제 1 전극(125), 발광층(130) 및 제 2 전극(140)을 포함하여 이루어진다. 발광층(130)이 제 1 전극(125)과 제 2 전극(140)에 위치한다. 발광층(130)은 이들 제 1, 제 2 전극(125, 140)과 직접적인 접촉을 가질 수도 있지만 이에 한하지 않고, 인접한 전극(125, 140)과의 사이에 공통층(미도시)을 더 포함하여 발광층(130)으로의 정공 및 전자 수송의 효율을 높일 수 있다. 발광 소자(OLED)의 제 1 전극(125)은 반사성 금속을 포함하고, 제 2 전극(140)은 투명 전극으로 이루어져 발광부(E)는 턴오프시 상기 반사성 금속에 의해 후면 광이 차광되며, 턴온시 발광층(130)에서 발광된 광이 제 2 전극(140)을 통과한다. 발광된 광 중 일부는 상기 제 1 전극(125)에서 반사되어 다시 제 2 전극(140)의 방향으로 나와 출사된다. 발광층(130)이 유기 발광층일 때, 상기 발광 소자는 유기 발광 소자일 수 있으며, 이에 한하지 않으며, 발광층(130)이 양자점 발광층으로 발광 소자로 양자점 소자를 구비하는 경우도 가능하다. 그리고, 전기 변색 소자(SB)는 투명 전극(120)과 상기 투명 전극(120)에 접한 전기 변색층(Electro Chromatic layer)(180) 및 상기 투명 전극(120)과 상기 전기 변색층(180)을 사이에 두고 대향된 대향 전극으로 이루어진다. 상기 대향 전극은 발광부(E)에 구비된 제 2 전극(140)과 일체형으로 동일 구성이다. 본 발명의 투명 표시 장치에 있어서, 투명 전극(120), 제 2 전극(140)은 투과부(T/S)의 비구동시의 투과성을 위해 투명성을 가져야 한다. 따라서, ITO(Indium Tin Oxide), TO (Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ITZO (Indium Tin Zinc Oxide) 등의 투명 산화물 전극으로 이루어질 수 있다. 경우에 따라, 상기 제 2 전극(140)은 AgMg 등의 은 합금층 등으로 20 Å 이하의 얇은 금속층을 포함하여, 투과성을 유지하며 발광부 측의 스트롱 캐비티 특성을 유지할 수도 있다. 상기 전기 변색층(180)은 도 2a 및 도 2b와 같이, 전기적 신호 인가에 따라 변색되는 구성으로 내부에, 전기적 신호 인가에 따라 투명성을 달리하는 전기 변색 파티클(Electro Chromic Particle)을 복수개 포함할 수 있다. 상기 전기 변색 파티클은 예를 들어, 중심이 투명하며 도전성을 갖는 코어(core) 성분을 갖고, 표면에 광 차폐 물질을 포함한다. 각각의 전기 변색 파티클은, 도 2a와 같이, 전기적 신호가 공급되지 않은 상태에서는 표면이 산화(oxid