KR102104972B1 - 투명 oled 표시 장치 및 그의 구동 방법 - Google Patents

투명 oled 표시 장치 및 그의 구동 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 투과도를 조절할 수 있는 투명 OLED 표시 장치 및 그의 구동 방법에 관한 것으로, 영상을 표시하는 다수의 화소와 광이 투과되는 다수의 투과부가 배열되는 표시 패널과; 상기 표시 패널의 상면 또는 배면에 배치되어, 상기 표시 패널의 투과율을 가변시키는 포토크로믹 물질층을 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

투명 OLED 표시 장치 및 그의 구동 방법{TRANSPARENT ORGANIC LIGHT EMITTING DIODE DISPLAY DEVICE AND DRIVING METHOD THE SAME}
본 발명은 투과도를 조절할 수 있는 투명 OLED 표시 장치 및 그의 구동 방법에 관한 것이다.
최근, 차세대 디스플레이로서 투명 디스플레이(transparent display) 장치가 주목받고 있다. 투명 디스플레이는 도 1에 도시한 바와 같이, 투과도를 갖는 패널을 사용하여 투명한 유리처럼 보이는 디스플레이에 다양한 정보를 나타낼 수 있는 제품을 말한다. 이러한 투명 디스플레이는 쇼 윈도우, 냉장고 도어, 광고판, 공공 디스플레이 등 다양한 분야에서 활용이 가능하다.
그런데, 투명 디스플레이는 투명한 특성 때문에 영상을 표시할 때 명암비가 낮아 시인성이 떨어진다. 구체적으로, 종래의 투명 디스플레이는 어두운 환경에서는 시인성이 좋은 반면, 밝은 환경에서는 시인성이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 투과도를 조절하여 시인성을 개선할 수 있는 투명 OLED 표시 장치 및 그의 구동 방법을 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시 예에 따른 투명 OLED 표시 장치는 영상을 표시하는 다수의 화소와 광이 투과되는 다수의 투과부가 배열되는 표시 패널과; 상기 표시 패널의 상면 또는 배면에 배치되어, 상기 표시 패널의 투과율을 가변시키는 포토크로믹 물질층을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 포토크로믹 물질층은 상기 표시 패널을 밀봉하는 상부 기판의 외부면 또는 내부면에 필터 형태로 부착되는 것을 특징으로 한다.
상기 포토크로믹 물질층은 상기 표시 패널의 하부 기판의 외부면 또는 내부면에 필터 형태로 부착되는 것을 특징으로 한다.
상기 표시 패널의 배면측에 배치되어 상기 표시 패널에 자외선 광을 선택적으로 조사하는 백라이트 유닛을 더 구비하고; 상기 백라이트 유닛은 상기 표시 패널의 휴면 모드에 동기하여 광원을 오프시키고, 상기 표시 표널의 표시 모드에 동기하여 상기 광원을 온시키는 것을 특징으로 한다.
상기 백라이트 유닛은 사용자로부터의 입력 신호 또는 시스템으로부터 제공된 제어 신호에 응답하여, 상기 광원으로부터 출사되는 자외선 광의 광량을 가변하는 것을 특징으로 한다.
상기 포토크로믹 물질층은 상기 다수의 투과부에만 대응하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시 예에 따른 투명 OLED 표시 장치 및 그의 구동 방법은 영상을 표시하는 다수의 화소와 광이 투과되는 다수의 투과부가 배열되는 표시 패널과, 상기 표시 패널의 배면에 배치되어 상기 표시 패널의 투과율을 가변시키는 포토크로믹 물질층을 구비한 투명 OLED 표시 장치의 구동 방법에 있어서, 상기 표시 패널의 배면측에 배치된 백라이트 유닛을 구동하여 상기 표시 패널에 자외선 광을 조사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 백라이트 유닛을 구동하는 단계는 상기 표시 패널의 휴면 모드에 동기하여 광원을 오프시키는 단계와; 상기 표시 패널의 표시 모드에 동기하여 상기 광원을 온시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 백라이트 유닛을 구동하는 단계는 사용자로부터의 입력 신호 또는 시스템으로부터 제공된 제어 신호에 응답하여, 상기 광원으로부터 출사되는 자외선 광의 광량을 가변하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 표시 패널의 상면 또는 배면에 포토크로믹 물질층을 배치하여, 표시 패널의 투과도를 선택적으로 제어한다. 따라서, 표시되는 영상의 명암비를 높이고 시인성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래의 투명 디스플레이를 설명하기 위한 예시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 투명 OLED 표시 장치의 구성도이다.
도 3은 포토크로믹 물질층을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 2에 도시된 표시 패널(2)의 개략적인 평면도이다.
도 5는 도 4에 도시된 표시 패널(2)의 개략적인 단면도이다.
도 6은 패터닝 되는 포토크로믹 물질층을 도시한 단면도이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 실시 예에 따른 구동 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 투명 OLED 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 구동 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 투명 OLED 표시 장치 및 그의 구동 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 투명 OLED 표시 장치의 구성도이다. 도 3은 포토크로믹 물질층을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 투명 OLED 표시 장치는 표시 패널(2)과, 표시 패널(2)을 구동하기 위한 구동 회로(4, 6, 8)와, 포토크로믹(photochrimic) 물질층(10)을 구비한다. 여기서, 구동 회로(4, 6, 8)는 표시 패널(2)의 게이트 라인(GL1~GLn)을 구동하는 게이트 드라이버(4)와, 표시 패널(2)의 데이터 라인(DL1~DLm)을 구동하는 데이터 드라이버(6)와, 게이트 드라이버(4) 및 데이터 드라이버(6)를 제어하는 타이밍 컨트롤러(8)를 포함한다.
게이트 드라이버(4)는 도 2에 도시한 바와 같이, GIP(gate in panel)형 게이트 드라이버로서 표시 패널(2)의 비표시 영역에 형성될 수 있다. 그리고 게이트 드라이버는 도시하지 않았지만, 집적 회로로 구성되어 PCB나 회로 필름 상에 실장될 수 있다. 이러한 게이트 드라이버(4)는 타이밍 컨트롤러(8)로부터 제공된 다수의 게이트 제어 신호(GCS)에 따라 다수의 게이트 라인(GL1~GLn)에 스캔 펄스(Vout)를 공급하는 게이트 쉬프트 레지스터를 구비한다.
데이터 드라이버(6)는 타이밍 컨트롤러(8)로부터 제공된 다수의 데이터 제어 신호(DCS)에 따라 타이밍 컨트롤러(8)로부터 입력되는 디지털 영상 데이터(RGB)를 기준 감마 전압을 이용하여 데이터 전압으로 변환한다. 그리고 데이터 드라이버(6)는 변환된 데이터 전압을 다수의 데이터 라인(DL)에 공급한다. 이를 위해, 데이터 드라이버(6)는 샘플링 신호를 출력하는 데이터 쉬프트 레지스터와, 영상 데이터를 래치하는 래치와, 디지털-아날로그 컨버터 등을 구비한다.
타이밍 컨트롤러(8)는 외부로부터 입력되는 영상 데이터(RGB)를 표시 패널(2)의 크기 및 해상도에 알맞게 정렬하여 데이터 드라이버(6)에 공급한다. 타이밍 컨트롤러(8)는 외부로부터 입력되는 동기 신호들, 예를 들어 도트클럭(DCLK), 데이터 인에이블 신호(DE), 수평 동기신호(Hsync), 수직 동기신호(Vsync)를 이용해 다수의 게이트 및 데이터 제어신호(GCS, DCS)를 생성하여 게이트 드라이버(4) 및 데이터 드라이버(6)에 각각 공급한다.
본 발명은 표시 패널(2)의 배면에 포토크로믹 물질층(10)을 배치하여, 표시 패널(2)의 투과도를 선택적으로 제어한다. 포토크로믹 물질층(10)은 외부 광의 변화에 따라 투과도가 가변되는 성질을 갖는다. 따라서, 본 발명은 표시되는 영상의 명암비를 높이고 시인성을 향상시킬 수 있다.
참고로, 포토크로믹 물질층(10)은 자외선 광(UV)의 광량에 따라 가역성 변색이 일어나는 화합물을 포함한다. 상기 화합물은 염화은(AgCl), 브롬화은(AgBr), 요오드화은(AgI) 등의 물질을 포함할 수 있다. 이러한 포토크로믹 물질층(10)은 도 3에 도시한 바와 같이, 평상시에는 투명하다가, 자외선 광(UV)이 조사되면 변색되어 투과도가 낮아진다.
도 4는 도 2에 도시된 표시 패널(2)의 개략적인 평면도이다. 도 5는 도 4에 도시된 표시 패널(2)의 개략적인 단면도이다.
도 4를 참조하면, 표시 패널(2)은 다수의 화소(P)가 열 방향으로 배열된다. 그리고 표시 패널(2)에는 광이 투과되는 다수의 투과부(T)가 열 방향으로 배열된다. 다수의 화소(P)와 다수의 투과부(T)는 열 단위로 서로 교번적으로 배열된다. 이하, 설명의 편의를 위해, 표시 패널(2)에서 다수의 화소(P)가 배열되는 영역을 발광 영역(PA)으로 정의하고, 다수의 투과부(T)가 배열되는 영역을 투과 영역(TA)으로 정의한다.
다수의 화소(P)들은 서로 교차하는 다수의 게이트 라인(GL1~GLn)과 다수의 데이터 라인(DL1~DLm)에 의해 정의된다. 각 화소(P)들은 게이트 라인(GL)으로부터 공급되는 스캔 펄스(Vout)에 응답하여 데이터 라인(DL)으로부터 공급되는 영상 신호(데이터 전압)에 따른 영상을 표시한다. 이를 위해, 각 화소(P)들은 게이트 라인(GL) 및 데이터 라인(DL)에 접속된 박막 트랜지스터와, 박막 트랜지스터에 접속된 OLED를 포함한다.
도 5를 참조하면, OLED는 박막 트랜지스터가 형성된 하부 기판(20) 상에 화소 영역별로 패터닝된 제1 전극층(예를 들어, 애노드층; 14)과, 제1 전극층(14) 상에 형성되는 유기층(12)과, 유기층(12) 상에 형성된 제2 전극층(예를 들어, 캐소드층; 16)을 구비한다. 제2 전극층(16) 상에는 표시 패널(2)을 밀봉하는 상부 기판(22)이 형성된다.
유기층(36)은 정공 주입층(hole injection layer)과, 정공 수송층(hole transport layer)과, 발광층(emission layer)과, 전자 수송층(electron transport layer)과, 전자 주입층(electron injection layer)을 포함한다.
제1 전극층(34)은 광을 반사하는 재질로 형성될 수 있다. 이를 위해, 제1 전극층(34)은 알류미늄(Al)이나 은(Ag)으로 구성될 수 있다. 따라서, 표시 패널(2)은 유기층(36)으로부터 발생된 광이 상측 방향으로만 출사되는 상부 발광 방식으로 영상을 표시 한다.
한편, 도 5에 도시한 바와 같이, 표시 패널(2)의 하부 기판(22)의 외부면에는 포토크로믹 물질층(10)이 필터 형태로 부착된다. 여기서, 포토크로믹 물질층(10)은 도 6에 도시한 바와 같이, 투과 영역(TA)에만 대응하도록 형성될 수 있다. 즉, 포토크로믹 물질층(10)은 패터닝되어, 다수의 투과부(T)에만 대응하도록 형성될 수 있다. 그리고 도시하지 않았지만, 포토크로믹 물질층(10)은 하부 기판(22)의 내부면에 부착될 수도 있다.
도 5에 도시된 투명 OLED 표시 장치는 다음과 같이 구동된다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 실시 예에 따른 구동 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7a를 참조하면, 실내 환경에서는 상대적으로 자외선 광(UV)의 노출이 적기 때문에 표시 패널(2)에 부착된 포토크로믹 물질층(10)이 투명한 상태를 갖는다. 그러면, 사용자(US)는 투과 영역(TA)이 투명한 상태에서 영상을 시청하게 된다. 한편, 야외 환경에서는 도 7b에 도시한 바와 같이, 상대적으로 자외선 광(UV)의 노출이 많기 때문에 표시 패널(2)에 부착된 포토크로믹 물질층(10)이 변색되어 투과도가 낮아진다. 그러면, 사용자(US)는 투과 영역(TA)이 낮은 투과도를 갖는 상태에서 영상을 시청하게 된다.
이와 같이, 본 발명은 야외 환경에서 투과 영역(TA)의 투과도를 낮춤으로써 명암비와 야외 시인성을 향상시킬 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 투명 OLED 표시 장치는 들고 다니기에 적합한 모바일 기기 등에 적용되는 것이 바람직하다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 투명 OLED 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 8에 도시한 바와 같이, 본 발명의 투명 OLED 표시 장치는 표시 패널(2)의 배면측에 배치되어, 표시 패널(2)에 자외선 광을 조사하는 백라이트 유닛(30)을 더 구비할 수 있다.
백라이트 유닛(30)은 도광판(28)과, 광원(26)과, 광원 하우징(24)을 포함한다.
도광판(28)은 광원(26)으로부터 입사되는 자외선 광(UV)을 가이드하여 면광원으로 출사한다. 도광판(28)의 배면에는 광 효율을 향상시키기 위해 광 산란 패턴(29)이 형성될 수 있다. 도광판(28)은 전반사율이 우수한 PMMA(PoylMethylMethAcrylate) 재질로 형성될 수 있다.
광원(26)은 도광판(28)의 적어도 하나의 측면에 배치되어 자외선에 해당되는 파장의 광(UV)을 방출한다.
광원 하우징(24)은 광원(26)을 감싸도록 형성된다. 광원 하우징(24)은 광원(26)으로부터 출사된 자외선 광(UV)을 반사시켜 도광판(28)의 측면에 입사되도록 하여 광 효율을 향상시킨다.
본 발명의 백라이트 유닛(30)은 액정 표시 장치의 백라이트 유닛과 같이, 도광판(28)의 배면측에 배치되는 반사판과, 도광판(28)의 상면측에 배치되는 다수의 광학 시트를 더 구비할 수도 있다. 다만, 본 발명의 백라이트 유닛은 포토크로믹 물질층(10)에 자외선 광(UV)을 조사하기 위한 것이므로, 광 효율이 극대화될 필요가 없는 바, 반사판과 다수의 광학 시트를 삭제하여 구성을 최소화하는 것이 바람직하다.
도 8에 도시된 투명 OLED 표시 장치는 다음과 같이 구동된다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 구동 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9a를 참조하면, 표시 패널(2)의 휴면 모드에서는 백라이트 유닛(30)이 구동되지 않는다. 즉, 백라이트 유닛(30)은 표시 패널(2)의 휴면 모드에 동기하여 광원(26)을 오프 구동한다. 따라서, 표시 패널(2)에 부착된 포토크로믹 물질층(10)이 투명한 상태를 갖는다. 한편, 표시 패널(2)의 표시 모드에서는 도 9b에 도시한 바와 같이, 백라이트 유닛(30)이 구동된다. 즉, 백라이트 유닛(30)은 표시 패널(2)의 표시 모드에 동기하여 광원(26)을 온 구동한다. 따라서, 표시 패널(2)에 부착된 포토크로믹 물질층(10)이 변색되어 투과도가 낮아진다. 그러면, 사용자(US)는 투과 영역(TA)이 낮은 투과도를 갖는 상태에서 영상을 시청하게 된다.
한편, 포토크로믹 물질층(10)의 투과도는 백라이트 유닛(30)의 광량을 조절함으로써 가변될 수 있다. 이를 위해, 백라이트 유닛(30)은 사용자(US)로부터의 입력 신호 또는 시스템으로부터 제공된 제어 신호에 응답하여, 광원(26)으로부터 출사되는 자외선 광(UV)의 광량을 조절할 수 있다.
이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명은 표시 패널(2)의 배면에 포토크로믹 물질층(10)을 배치하여, 표시 패널(2)의 투과도를 선택적으로 제어한다. 따라서, 표시되는 영상의 명암비를 높이고 시인성을 향상시킬 수 있다.
한편, 상기 실시 예에서 포토크로믹 물질층(10)은 표시 패널(2)의 배면에 배치된 것으로 설명하였으나, 포토크로믹 물질층(10)은 상부 기판(22)의 외부면 또는 내부면에 부착될 수 있다. 이 경우, 포토크로믹 물질층(10)은 화합물의 농도를 낮게 조절하여, 표시 패널(2)의 투과도를 제어하면서도 종래의 OLED 표시 장치에서 편광층을 대체하여 야외 시인성을 향상시킬 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
2: 표시 패널 4: 게이트 드라이버
6: 데이터 드라이버 8: 타이밍 컨트롤러
10: 포토크로믹 물질층 P: 화소
TA: 투과 영역 PA: 발광 영역

Claims (9)

  1. 영상을 표시하는 다수의 화소와 광이 투과되는 다수의 투과부가 배열되는 표시 패널과;
    상기 표시 패널의 상면 또는 배면에 배치되어, 외부 광의 변화에 따라 상기 표시 패널의 투과율을 가변시키는 포토크로믹 물질층을 구비하는 것을 특징으로 하는 투명 OLED 표시 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 포토크로믹 물질층은 상기 표시 패널의 하부 기판의 내부면에 필터 형태로 부착되는 것을 특징으로 하는 투명 OLED 표시 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 표시 패널의 배면측에 배치되어 상기 표시 패널에 자외선 광을 선택적으로 조사하는 백라이트 유닛을 더 구비하고;
    상기 백라이트 유닛은 상기 표시 패널의 휴면 모드에 동기하여 광원을 오프시키고, 상기 표시 패널의 표시 모드에 동기하여 상기 광원을 온시키는 것을 특징으로 하는 투명 OLED 표시 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 백라이트 유닛은 사용자로부터의 입력 신호 또는 시스템으로부터 제공된 제어 신호에 응답하여, 상기 광원으로부터 출사되는 자외선 광의 광량을 가변하는 것을 특징으로 하는 투명 OLED 표시 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 포토크로믹 물질층은 상기 표시 패널을 밀봉하는 상부 기판의 내부면에 필터 형태로 부착되는 것을 특징으로 하는 투명 OLED 표시 장치.
  6. 청구항 2 또는 청구항 5에 있어서,
    상기 포토크로믹 물질층은 상기 다수의 투과부에만 대응하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 투명 OLED 표시 장치.
  7. 영상을 표시하는 다수의 화소와 광이 투과되는 다수의 투과부가 배열되는 표시 패널과, 상기 표시 패널의 배면에 배치되어 상기 표시 패널의 투과율을 가변시키는 포토크로믹 물질층을 구비한 투명 OLED 표시 장치의 구동 방법에 있어서,
    상기 표시 패널의 배면측에 배치된 백라이트 유닛을 구동하여 상기 표시 패널에 자외선 광을 조사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 OLED 표시 장치의 구동 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 백라이트 유닛을 구동하는 단계는
    상기 표시 패널의 휴면 모드에 동기하여 상기 백라이트 유닛에 배치된 광원을 오프시키는 단계와;
    상기 표시 패널의 표시 모드에 동기하여 상기 광원을 온시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 OLED 표시 장치의 구동 방법.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 백라이트 유닛을 구동하는 단계는
    사용자로부터의 입력 신호 또는 시스템으로부터 제공된 제어 신호에 응답하여, 상기 백라이트 유닛에 배치된 광원으로부터 출사되는 자외선 광의 광량을 가변하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 OLED 표시 장치의 구동 방법.
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