KR102317560B1 - 가변색 디스플레이 장치 - Google Patents

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KR102317560B1 KR1020130166783A KR20130166783A KR102317560B1 KR 102317560 B1 KR102317560 B1 KR 102317560B1 KR 1020130166783 A KR1020130166783 A KR 1020130166783A KR 20130166783 A KR20130166783 A KR 20130166783A KR 102317560 B1 KR102317560 B1 KR 102317560B1
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Abstract

본 발명은, 화상을 디스플레이하는 디스플레이 장치; 및 상기 디스플레이 장치의 일면 상에 형성되어, 상기 디스플레이 장치에서 화상이 디스플레이될 때에는 투명한 색상이 되고 상기 디스플레이 장치에서 화상이 디스플레이되지 않을 때에는 유색의 색상으로 변경될 수 있는 변색 장치를 포함하여 이루어진 가변색 디스플레이 장치에 관한 것으로서,
본 발명은 상기 변색 장치를 구비함으로써 오프(off) 상태에서 액티브 영역의 색상을 변경할 수 있다.

Description

가변색 디스플레이 장치{Color changeable Display Device}
본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 화상이 디스플레이되지 않는 오프(off) 상태에서 표면 색상이 변화될 수 있는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
액정표시장치(Liquid Crystal Display Device) 및 유기 발광 표시장치(Organic Light Emitting Display Device) 등과 같은 디스플레이 장치는 그 무게와 부피를 줄임으로써 장치의 대형화를 가능하게 하였고, 응답속도나 화질 등에 있어서도 연구개발을 지속적으로 진행하여 현재 품질 면에서 많은 발전이 이루어졌다.
최근에는 이와 같은 기술적인 면에서의 연구개발 이외에 수요자의 미적 감각에 호소하여 구매를 자극할 수 있는 제품의 디자인적인 면에서의 연구개발이 꾸준히 진행되고 있는 상황이다.
도 1은 종래의 액정표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 1에서 알 수 있듯이, 종래의 액정표시장치는 제1 기판(10), 제2 기판(20) 및 액정층(30)을 포함하여 이루어진다.
상기 제1 기판(10) 상에는 개별 화소 별로 화소 전극(12)과 공통 전극(14)이 형성되어 있다.
상기 제2 기판(20) 상에는 화소의 경계 영역에 차광층(22)이 형성되어 있고, 개별 화소 별로 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 컬러 필터(24)가 형성되어 있다.
상기 액정층(30)은 상기 제1 기판(10)과 제2 기판(20) 사이에 형성되어 상기 화소 전극(12)과 공통 전극(14) 사이의 전계에 따라 그 배열상태가 조절되고, 이와 같은 액정층(30)의 배열상태에 따라 광투과도가 조절되어 화상이 디스플레이된다.
도 2는 종래의 액정표시장치의 개략적인 정면도로서, 도 2에서 알 수 있듯이, 중앙 영역은 화상이 디스플레이되는 액티브 영역(Active Area)이 되고, 주변 영역은 화상이 디스플레이되지 않는 베젤(Bezel) 영역이 된다.
상기 액티브 영역에서는 전술한 바와 같이 액정층(30)의 배열상태에 따라 광투과도가 조절되어 화상이 디스플레이된다. 그러나, 상기 베젤 영역은 외곽 프레임이 배치되어 화상이 디스플레이되지 않는다.
앞서 언급한 바와 같이, 최근에는 수요자의 미적 감각에 호소하여 구매를 자극할 수 있는 제품에 대한 요구가 커지고 있는데, 특히, 화상이 디스플레이되지 않는 오프(off) 상태에서 제품의 일체화된 색상에 대한 요구가 있다.
화상이 디스플레이되지 않는 오프(off) 상태에서 상기 액티브 영역은 블랙(Black) 색상을 띠게 되므로, 오프(off) 상태에서 제품의 일체화된 색상을 구현하기 위해서는 상기 베젤 영역에 해당하는 외곽 프레임을 블랙 색상으로 만들면 된다.
그러나, 다양한 계층의 수요자를 만족시키기 위해서 상기 베젤 영역에 해당하는 외곽 프레임의 색상은 블랙 이외에도 화이트(white) 또는 핑크(pink) 등과 같이 다양하게 변경되고 있다.
이와 같이 베젤 영역의 색상은 다양하게 변경되는데 화상이 디스플레이되지 않는 오프(off) 상태에서 상기 액티브 영역의 색상은 블랙으로 고정되어 있다. 따라서, 오프(off) 상태에서 베젤 영역의 색상과 액티브 영역의 색상을 일체화시킬 수 있는 방안이 요구되고 있다.
본 발명은 전술한 종래의 문제를 해결하기 위해 고안된 것으로서, 본 발명은 오프(off) 상태에서 액티브 영역의 색상을 변경할 수 있는 디스플레이 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서, 화상을 디스플레이하는 디스플레이 장치; 및 상기 디스플레이 장치의 일면 상에 형성되어, 상기 디스플레이 장치에서 화상이 디스플레이될 때에는 투명한 색상이 되고 상기 디스플레이 장치에서 화상이 디스플레이되지 않을 때에는 유색의 색상으로 변경될 수 있는 변색 장치를 포함하여 이루어진 가변색 디스플레이 장치를 제공한다.
이상과 같은 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명은, 디스플레이 장치에서 화상이 디스플레이될 때에는 투명한 색상이 되고 디스플레이 장치에서 화상이 디스플레이되지 않을 때에는 유색의 색상으로 변경될 수 있는 변색 장치를 구비함으로써, 오프(off) 상태에서 액티브 영역의 색상을 변경할 수 있다.
도 1은 종래의 액정표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 2는 종래의 액정표시장치의 개략적인 정면도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 개략적인 정면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치의 개략적인 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치의 개략적인 단면도이다.
본 명세서에서 기술되는 "상에"라는 용어는 어떤 구성이 다른 구성의 바로 표면에 형성되는 경우뿐만 아니라 이들 구성들 사이에 제3의 구성이 개재되는 경우까지 포함하는 것을 의미한다.
본 명세서에서 기술되는 "제1" 및 "제2" 등의 수식어는 해당하는 구성들의 순서를 의미하는 것이 아니라 해당하는 구성들을 서로 구분하기 위한 것이다.
이하, 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 상세히 설명하기로 한다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 개략적인 단면도이다. 도 3a는 화상이 디스플레이되는 온(on) 상태를 도시한 것이고, 도 3b는 화상이 디스플레이되지 않는 오프(off) 상태를 도시한 것이다.
도 3a 및 도 3b에서 알 수 있듯이, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치는 액정표시장치(1), 변색 장치(2) 및 외곽 프레임(3)을 포함하여 이루어진다.
상기 액정표시장치(1) 및 변색 장치(2)는 화상을 디스플레이하는 액티브 영역에 대응하고, 상기 외곽 프레임(3)은 화상을 디스플레이하지 않는 베젤 영역에 대응한다. 도면에는 상기 외곽 프레임(3)이 상기 액정표시장치(1) 및 변색 장치(2)의 전면(前面)과 오버랩되지 않은 모습을 도시하였지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니고, 상기 외곽 프레임(3)은 상기 액정표시장치(1) 및 변색 장치(2)의 전면(前面)과 오버랩되도록 형성될 수도 있으며, 이 경우 상기 외곽 프레임(3)과 오버랩되는 상기 액정표시장치(1) 및 변색 장치(2)의 주변 영역도 베젤 영역에 대응하게 된다.
상기 액정표시장치(1)는 하부 기판(100), 상부 기판(200), 및 액정층(300)을 포함하여 이루어진다.
상기 하부 기판(100) 상에는 도시하지는 않았지만 서로 교차하여 화소 영역을 정의하는 게이트 배선과 데이터 배선이 형성되어 있고, 상기 게이트 배선과 데이터 배선이 교차하는 영역에 박막 트랜지스터가 형성되어 있다. 또한, 상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결되는 화소 전극(120)이 상기 화소 영역 내에 형성되어 있고, 상기 화소 전극(120)과 함께 전계를 형성하여 상기 액정층(300)의 배열상태를 조절할 수 있는 공통 전극(140)이 상기 화소 영역 내에 형성되어 있다.
상기 상부 기판(200) 상에는 화소 영역 이외의 영역으로 광이 누설되는 것을 차단하기 위한 차광층(220)이 매트릭스 구조로 형성되어 있고, 상기 차광층(220) 사이에 컬러 필터층(240)이 형성되어 있다. 상기 차광층(220)은 복수 개의 화소 영역 사이의 경계에 형성되고, 상기 컬러 필터층(240)은 개별 화소 영역 내에 형성된 적색(R) 컬러 필터, 녹색(G) 컬러 필터, 및 청색(B) 컬러 필터를 포함하여 이루어진다.
상기 액정층(300)은 상기 하부 기판(100)과 상부 기판(200) 사이에 형성된다.
이와 같은 액정표시장치(1)는 도 3a 및 도 3b에 도시한 구조로 한정되는 것은 아니고 당업계에 공지된 다양한 구조로 변경될 수 있다. 예로서, 상기 액정표시장치(1)는 TN(Twisted Nematic) 모드, VA(Vertical Alignment) 모드, IPS(In plane switching) 모드, 및 FFS(Fringe field switching) 모드 등에 따라 당업계에 공지된 다양한 형태로 변경될 수 있다.
또한, 도시하지는 않았지만, 상기 액정표시장치(1)는 스스로 발광하는 장치가 아니기 때문에 광원으로서 백라이트 유닛이 필요하며, 이와 같은 백라이트 유닛은 상기 액정표시장치(1)의 하면 상에 배치된다. 상기 백라이트 유닛도 당업계에 공지된 다양한 구조로 변경될 수 있다.
상기 변색 장치(2)는 상기 액정표시장치(1)의 상면 상에 형성된다. 이와 같은 변색 장치(2)는 전압의 인가 여부에 따라 광이 투과할 수 있는 투명한 색상에서 광이 투과할 수 없는 유색의 색상으로 변경된다. 따라서, 상기 액정표시장치(1)가 온(on) 상태가 되어 화상이 디스플레이될 때에는 상기 변색 장치(2)가 투명한 색상이 되어 화상이 디스플레이되는데 방해가 되지 않도록 하고, 상기 액정표시장치(1)가 오프(off) 상태가 되어 화상이 디스플레이되지 않을 때에는 상기 변색 장치(2)가 유색의 색상으로 변경된다. 특히, 상기 액정표시장치(1)가 오프(off) 상태가 되어 화상이 디스플레이되지 않을 때에는 상기 변색 장치(2)가 상기 베젤 영역에 대응하는 외곽 프레임(3)과 동일한 색상으로 변경됨으로써 베젤 영역의 색상과 액티브 영역의 색상을 일체화시킬 수 있다.
구체적으로, 상기 변색 장치(2)는 서로 마주하는 제1 기판(400)과 제2 기판(500), 및 상기 제1 기판(400)과 제2 기판(500) 사이에 형성된 제1 유체(610)와 제2 유체(630)를 포함하여 이루어진다.
상기 제1 기판(400) 상에는 제1 전극(420), 유전체층(440), 및 격벽(460)이 형성되어 있다.
도시하지는 않았지만 상기 제1 기판(400) 상에는 스위칭 소자가 형성되어 있어 상기 스위칭 소자에 의해서 상기 제1 전극(420)에 전압 인가 여부가 스위칭된다. 따라서, 상기 제1 전극(420)은 상기 스위칭 소자와 전기적으로 연결되어 있다.
상기 스위칭 소자는 박막 트랜지스터로 이루어질 수 있지만 반드시 그에 한정되는 것은 아니다. 특히, 본 발명에 따른 변색 장치(2)는 화상을 디스플레이하는 표시장치로 이용되는 것이 아니기 때문에 상기 제1 전극(420)에 인가되는 전압에 의해서 다양한 계조를 표시할 필요가 없고, 따라서 상기 스위칭 소자는 상기 제1 전극(420)에 미리 정해진 특정 전압만을 인가할 수 있도록 구성할 수 있다.
상기 제1 전극(420)은 상기 제1 기판(400) 상에 도시된 바와 같이 개별 화소 별로 패턴형성될 수 있다. 여기서, 상기 변색 장치(2)의 개별 화소와 상기 액정표시장치(1)의 개별 화소는 서로 일대일로 대응할 수도 있지만 반드시 그에 한정되는 것은 아니다. 앞서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 변색 장치(2)는 화상을 디스플레이하는 표시장치로 이용되는 것이 아니기 때문에 상기 변색 장치(2)의 개별 화소의 크기를 상기 액정표시장치(1)의 개별 화소의 크기보다 크게 형성할 수 있다.
상기 제1 전극(420)은 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명한 도전물질로 이루어진다.
상기 유전체층(440)은 상기 제1 전극(420) 상에 형성되어 전압인가 유무에 따라 그 전기습윤 특성이 변경된다. 구체적으로, 상기 유전체층(440)은 상기 제1 전극(420)에 전압이 인가되지 않으면 소수성 특성을 가지고 있지만 상기 제1 전극(420)에 전압이 인가되면 친수성 특성을 가지도록 그 특성이 변경될 수 있다.
따라서, 상기 제1 전극(420)에 전압이 인가되지 않으면 소수성 특성을 가지는 제1 유체(610)가 소수성 특성을 가지는 유전체층(440) 상에 넓게 퍼지게 되고(도 3b 참조), 상기 제1 전극(420)에 전압이 인가되면 소수성 특성을 가지는 제1 유체(610)가 친수성 특성을 가지는 유전체층(440) 상에서 뭉치게 된다(도 3a 참조).
상기 격벽(460)은 상기 유전체층(440) 상에 형성되며 특히 개별 화소 사이의 경계부에 형성된다. 상기 격벽(460)은 전체적으로 매트릭스 구조로 형성되어 상기 격벽(460)에 의해서 상기 변색 장치(2)의 화소가 정의된다. 상기 격벽(460)은 친수성(hydrophilic) 물질로 이루어질 수 있다. 이와 같이 격벽(460)이 친수성 물질로 이루어진 경우 상기 소수성 물질로 이루어진 제1 유체(610)가 개별 화소 내에 갇히게 되어 서로 다른 화소 내에 형성된 제1 유체(610)들이 서로 혼합되는 것이 방지될 수 있다.
상기 격벽(460)은 전술한 액정표시장치(1)의 하부 기판(100) 상에 형성되는 게이트 배선 또는 데이터 배선과 오버랩되도록 형성될 수 있고 전술한 액정표시장치(1)의 상부 기판(200) 상에 형성되는 차광층(220)과 오버랩되도록 형성될 수도 있다.
상기 제2 기판(500) 상에는 제2 전극(520)이 형성되어 있다. 상기 제2 전극(520)은 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명한 도전물질로 이루어진다.
상기 제1 유체(610) 및 제2 유체(620)는 서로 혼화되지 않는 물질로 이루어진다. 구체적으로, 상기 제1 유체(610)는 오일과 같은 소수성 물질로 이루어지고, 상기 제2 유체(620)는 물과 같은 친수성 물질로 이루어진다.
상기 제1 유체(610)는 상기 격벽(460)에 의해 둘러싸인 개별 화소 내에 형성된다. 전술한 바와 같이 상기 제1 유체(610)는 소수성 물질로 이루어지고 상기 격벽(460)은 친수성 물질로 이루어지므로 상기 격벽(460)에 의해서 둘러싸인 개별 화소 내에 형성된 제1 유체(610)들은 서로 혼합되지 않게 된다. 상기 제1 유체(610)는 유색의 오일로 이루어질 수 있으며, 특히, 상기 베젤 영역에 대응하는 프레임(3)과 동일한 색상의 오일로 이루어질 수 있다.
상기 제2 유체(620)는 상기 제1 기판(400) 및 제2 기판(500) 사이의 공간에 형성되며 특히 상기 제1 유체(610) 상에 형성된다. 상기 제2 유체(620)는 친수성(hydrophilic) 물질로 이루어지며, 특히, 광을 투과시키는 물과 같은 친수성 물질로 이루어질 수 있다.
이상 설명한 변색 장치(2)는 전기습윤 장치(Electrowetting Device)의 일 예이다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따르면 전기습윤 장치를 변색 장치(2)로서 이용한 것으로서, 본 발명에 따른 변색 장치(2)는 당업계에 공지된 다양한 형태의 전기습윤 장치로 변경될 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 변색 장치(2)는 전술한 바와 같이 화상을 표시하기 위한 것이 아니라 디스플레이 장치의 표면 색상을 변화시키기 위한 것이므로 색상에 대한 계조 표현이 필요하지 않고 단색의 색상만을 표현하면 충분하다. 따라서, 당업계에 공지된 전기습윤 장치를 본 발명에 따른 변색 장치(2)로 적용함에 있어서 계조 표현을 위한 구성들은 생략이 가능하다. 다만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니고 상기 변색 장치(2)가 계조 표현이 가능하도록 구성할 수도 있다. 또한, 본 발명에 따른 디스플레이 장치가 소형일 경우에는 상기 변색 장치(2)에 적용되는 전기 습윤 장치가 복수 개의 화소가 아닌 단일 화소로 이루어지도록 구성할 수도 있다.
상기 외곽 프레임(3)은 상기 액정표시장치(1) 및 변색 장치(2)의 외곽에 형성되어 디스플레이 장치의 외부 케이스로 기능한다. 따라서, 구체적으로 도시하지는 않았지만, 상기 외곽 프레임(3)은 상기 액정표시장치(1) 및 변색 장치(2)의 측면과 하면을 둘러싸도록 구성될 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이, 상기 외곽 프레임(3)은 상기 액정표시장치(1) 및 변색 장치(2)의 전면(前面)과 오버랩되도록 형성될 수 있다.
상기 외곽 프레임(3)은 블랙(black), 화이트(white), 또는 핑크(pink) 등과 같은 다양한 색상으로 이루어진다.
이와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.
우선, 도 3a에서 알 수 있듯이, 상기 액정표시장치(1)가 온(on) 상태가 되어 화상이 디스플레이되는 경우에는 상기 변색 장치(2)가 온(on) 상태가 되어 상기 변색 장치(2)가 투명하게 됨으로써 상기 화상의 디스플레이를 방해하지 않는다.
상기 변색 장치(2)가 투명하게 되는 동작을 구체적으로 설명하면, 상기 제1 전극(420)에 전압이 인가되면 상기 유전체층(440)이 친수성 특성으로 변화되고, 그에 따라 상기 유전체층(440) 상에 형성된 소수성의 제1 유체(610)가 상기 격벽(460) 근방에서 뭉치게 된다. 따라서, 상기 액정표시장치(1)에서 방출된 광은 상기 제1 유체(610)가 없는 투명한 제2 유체(620)를 통과하게 되어 화상이 디스플레이된다. 이때, 상기 제1 유체(610)가 뭉쳐지는 영역이 상기 액정표시장치(1)의 차광층(220)에 대응하는 영역으로 설계함으로써 광손실 없이 화상을 디스플레이할 수 있다. 한편, 상기 제1 유체(610)가 뭉쳐지는 영역에 대응하는 상기 변색 장치(2)의 제2 기판(500) 상에 별도의 차광층을 추가로 형성하는 것도 가능하다.
다음, 도 3b에서 알 수 있듯이, 상기 액정표시장치(1)가 오프(off) 상태가 되어 화상이 디스플레이되지 않는 경우에는 상기 변색 장치(2)가 오프(off) 상태가 되면서 유색의 색상을 띠게 되어 디스플레이 장치의 표면 색상이 상기 변색 장치(2)의 색상으로 변경된다.
상기 변색 장치(2)가 유색의 색상으로 변화되는 동작을 구체적으로 설명하면, 상기 제1 전극(420)에 전압이 인가되지 않으면 상기 유전체층(440)이 소수성 특성으로 변화되고, 그에 따라 상기 소수성의 제1 유체(610)가 상기 유전체층(440) 상에서 넓게 퍼지게 된다. 따라서, 상기 변색 장치(2)의 전면(前面)에서 보면 상기 변색 장치(2)가 상기 제1 유체(610)의 색상으로 보이게 된다. 이때, 상기 제1 유체(610)의 색상을 상기 외곽 프레임(3)의 색상과 동일하게 설정하면 디스플레이 장치의 액티브 영역과 베젤 영역이 일체화된 색상으로 보이게 된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 개략적인 정면도로서, 전술한 변색 장치(2)가 적용될 경우에는 화상이 디스플레이되는 액티브 영역과 화상이 디스플레이되지 않는 베젤(Bezel) 영역이 모두 동일한 색상, 예로서 화이트 색상을 띌 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치의 개략적인 단면도이다.
도 5에서 알 수 있듯이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치는 액정표시장치(1), 변색 장치(2) 및 외곽 프레임(3)을 포함하여 이루어진다.
상기 액정표시장치(1)와 외곽 프레임(3)은 전술한 실시예와 동일하므로 반복 설명은 생략한다.
상기 변색 장치(2)는 전술한 실시예와 마찬가지로, 상기 액정표시장치(1)의 상면 상에 형성되어 전압의 인가 여부에 따라 광이 투과할 수 있는 투명한 색상에서 광이 투과할 수 없는 유색의 색상으로 변경된다. 따라서, 상기 액정표시장치(1)가 온(on) 상태가 되어 화상이 디스플레이될 때에는 상기 변색 장치(2)가 투명한 색상이 되어 화상이 디스플레이되는데 방해가 되지 않도록 하고, 상기 액정표시장치(1)가 오프(off) 상태가 되어 화상이 디스플레이되지 않을 때에는 상기 변색 장치(2)가 유색의 색상, 예로서 상기 베젤 영역에 대응하는 프레임(3)과 동일한 색상으로 변경됨으로써 베젤 영역의 색상과 액티브 영역의 색상을 일체화시킬 수 있다.
구체적으로, 상기 변색 장치(2)는 서로 마주하는 제1 기판(400)과 제2 기판(500), 및 상기 제1 기판(400)과 제2 기판(500) 사이에 형성된 전기변색(electrochromic)층(700)을 포함하여 이루어진다.
상기 제1 기판(400) 상에는 제1 전극(420)이 형성되어 있고, 상기 제2 기판(500) 상에는 제2 전극(520)이 형성되어 있다.
상기 제1 전극(420) 및 제2 전극(520)은 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명한 도전물질로 이루어진다.
상기 전기변색층(700)은 전압 인가 여부에 의한 산화 환원반응에 따라 물질의 색이 가역적으로 변화하는 층이다. 예로서, 상기 전기변색층(700)은 전압이 인가되지 않은 상태에서는 투명한 색상을 띠어 광을 투과시키고, 전압이 인가된 상태에서는 유색의 색상을 띈다. 구체적인 예로서, 산화 텅스텐은 그 내부로 전류가 흐르지 않으면 투명하지만 그 내부로 전류가 흐르면 청색으로 변화된다. 따라서, 산화 텅스텐은 상기 전기변색층(700)의 재료로 적용될 수 있다. 다만, 상기 전기변색층(700)이 산화 텅스텐만으로 한정되는 것은 아니고, 당업계에 공지된 다양한 물질이 적용될 수 있다.
한편, 도 5에는 변색 장치(2)가 단일 화소로 이루어진 모습을 도시하였지만, 경우에 따라서 상기 변색 장치(2)가 복수의 화소로 이루어질 수도 있다. 이와 같이, 변색 장치(2)가 복수의 화소로 이루어진 경우에는 각각의 화소에 전압 인가 여부를 스위칭하기 위한 스위칭 소자가 개별 화소 별로 구성될 수 있다.
이상 설명한 변색 장치(2)는 전기변색 장치(electrochromic Device)의 일 예이다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따르면 전기변색 장치를 변색 장치(2)로서 이용한 것으로서, 본 발명에 따른 변색 장치(2)는 당업계에 공지된 다양한 형태의 전기변색 장치로 변경될 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 변색 장치(2)는 전술한 바와 같이 화상을 표시하기 위한 것이 아니라 디스플레이 장치의 표면 색상을 변화시키기 위한 것이므로 색상에 대한 계조 표현이 필요하지 않고 단색의 색상만을 표현하면 충분하다. 따라서, 당업계에 공지된 전기변색 장치를 본 발명에 따른 변색 장치(2)로 적용함에 있어서 계조 표현을 위한 구성들은 생략이 가능하다. 다만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니고 상기 변색 장치(2)가 계조 표현이 가능하도록 구성할 수도 있다.
이와 같은 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.
우선, 상기 액정표시장치(1)가 온(on) 상태가 되어 화상이 디스플레이되는 경우에는 상기 변색 장치(2)가 오프(off) 상태가 되어 상기 변색 장치(2)가 투명하게 됨으로써 상기 화상의 디스플레이를 방해하지 않는다.
즉, 상기 제1 전극(420)에 전압이 인가되지 않으면 상기 전기변색층(700)이 투명한 색상을 띠고, 따라서, 상기 액정표시장치(1)에서 방출된 광은 상기 전기변색층(700)을 통과하여 화상이 디스플레이된다.
다음, 상기 액정표시장치(1)가 오프(off) 상태가 되어 화상이 디스플레이되지 않는 경우에는 상기 변색 장치(2)가 온(on) 상태가 되면서 유색의 색상을 띠게 되어 디스플레이 장치의 표면 색상이 상기 변색 장치(2)의 색상으로 변경된다.
즉, 상기 제1 전극(420)에 전압이 인가되면 상기 전기변색층(700)이 유색의 색상으로 변경되고, 따라서, 상기 변색 장치(2)의 전면(前面)에서 보면 상기 변색 장치(2)가 상기 전기변색층(700)의 색상으로 보이게 된다. 이때, 상기 전기변색층(700)의 색상을 상기 외곽 프레임(3)의 색상과 동일하게 설정하면 디스플레이 장치의 액티브 영역과 베젤 영역이 일체화된 색상으로 보이게 된다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치의 개략적인 단면도이다.
도 6에서 알 수 있듯이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치는 유기 발광 표시장치(4), 변색 장치(2) 및 외곽 프레임(3)을 포함하여 이루어진다.
상기 변색 장치(2)와 외곽 프레임(3)은 전술한 도 3a 및 도 3b에 따른 실시예와 동일하므로 반복 설명은 생략한다.
상기 유기 발광 표시장치(4)는 하부 기판(100), 박막 트랜지스터층(110), 뱅크층(130), 양극(150), 유기층(170), 음극(190), 상부 기판(200), 및 봉지층(250)을 포함하여 이루어진다.
상기 박막 트랜지스터층(110)은 상기 하부 기판(100) 상에 형성되어 있다. 상기 박막 트랜지스터층(110)은 화소 별로 게이트 배선, 데이터 배선 및 전원 배선 등과 같은 다수의 배선들, 상기 다수의 배선들과 연결되는 스위칭 박막 트랜지스터 및 구동 박막 트랜지스터를 포함하여 이루어진다. 또한, 상기 배선들 및 박막 트랜지스터의 전극들의 조합에 의해서 커패시터가 형성된다. 이와 같은 박막 트랜지스터층(200)을 구성하는 배선들 및 박막 트랜지스터는 당업계에 공지된 다양한 형태로 변경될 수 있다.
상기 뱅크층(130)은 상기 박막 트랜지스터층(110) 상에 형성되며, 특히 화소 영역을 정의하도록 매트릭스 구조로 패턴 형성되어 있다. 즉, 상기 뱅크층(130)은 화소와 화소 사이의 경계 영역에 형성된다.
상기 양극(150)은 상기 박막 트랜지스터층(110) 상에 형성되며, 구동 박막 트랜지스터와 연결되어 있다.
상기 유기층(170)은 상기 양극(150) 상에 형성되며, 특히, 상기 뱅크층(130)에 의해 정의된 화소 영역 내에 형성되어 있다. 상기 유기층(170)은 구체적으로 도시하지는 않았지만 정공주입층(Hole Injecting Layer), 정공수송층(Hole Transporting Layer, 발광층(Emitting Layer), 전자수송층(Electron Transporting Layer), 및 전자주입층(Electron Injecting Layer)이 차례로 적층된 구조로 형성될 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니고 당업계에 공지된 다양한 구조로 변경될 수 있다.
상기 음극(190)은 상기 유기층(170) 상에 형성되어 있다. 이와 같은 음극(190)은 공통 전극으로 기능할 수 있고, 그에 따라, 상기 유기층(170) 뿐만 아니라 상기 뱅크층(130) 상에도 형성될 수 있다.
상기 봉지층(250)은 상기 하부 기판(100)과 상부 기판(200) 사이에 형성되어 상기 하부 기판(100)과 상부 기판(200)을 접착시킴과 더불어 상기 유기층(170) 내로 수분이 침투하는 것을 방지한다.
이와 같은 유기 발광 표시장치(4)는 도 6에 도시한 구조로 한정되는 것은 아니고 당업계에 공지된 다양한 구조로 변경될 수 있다. 예로서, 상기 유기 발광 표시장치(4)는 탑 에미션(Top emission) 구조로 이루어질 수도 있지만 바텀 에미션(bottom emission) 구조로 이루어질 수도 있다. 상기 유기 발광 표시장치(4)가 바텀 에미션 구조로 이루어진 경우에는 상기 변색 장치(2)가 상기 유기 발광 표시장치(4)의 하면 상에 위치하게 된다.
한편, 도시하지는 않았지만, 유기 발광 표시장치(4)와 도 5에 도시한 전기변색 장치(electrochromic Device)로 이루어진 변색 장치(2)가 조합되어 본 발명에 따른 디스플레이 장치가 구성될 수도 있다.
1: 액정표시장치 2: 변색 장치
3: 외곽 프레임 4: 유기 발광 표시장치
100: 하부 기판 110: 박막 트랜지스터층
120: 화소 전극 130: 뱅크층
140: 공통 전극 150: 양극
170: 유기층 190: 음극
200: 상부 기판 220: 차광층
240: 컬러 필터층 250: 봉지층
300: 액정층 400: 제1 기판
420: 제1 전극 440: 유전체층
460: 격벽 500: 제2 기판
520: 제2 전극 610: 제1 유체
620: 제2 유체 700: 전기변색층

Claims (12)

  1. 화상을 디스플레이하는 디스플레이 장치; 및
    상기 디스플레이 장치의 일면 상에 형성되어, 상기 디스플레이 장치에서 화상이 디스플레이될 때에는 투명한 색상이 되고 상기 디스플레이 장치에서 화상이 디스플레이되지 않을 때에는 유색의 색상으로 변경될 수 있는 변색 장치를 포함하며,
    상기 디스플레이 장치는 복수의 화소 영역 사이의 경계에 형성된 차광층을 포함하고,
    상기 변색 장치는,
    제1 기판;
    상기 제1 기판 상에 형성되며 상기 차광층과 중첩되는 제1 전극;
    상기 제1 전극 상에 형성된 유전체층;
    상기 유전체층 상에 형성된 제1 유체 및 격벽;
    상기 제1 유체 및 격벽 상에 형성되며 상기 복수의 화소 영역 및 상기 차광층과 중첩하는 제2 전극; 및
    상기 제2 전극 상에 형성된 제2 기판을 포함하며,
    상기 디스플레이 장치에서 화상이 디스플레이될 때, 상기 제1 유체가 상기 유전체층 상에서 뭉쳐지는 영역이 상기 차광층 및 상기 제1 전극과 중첩되며, 상기 차광층이 구비된 영역보다 크지 않고,
    상기 디스플레이 장치에서 화상이 디스플레이되지 않을 때, 상기 제 1 유체는 상기 격벽이 구비되지 않은 유전체층의 상면을 모두 덮도록 퍼지며, 상기 복수의 화소 영역 및 상기 차광층과 중첩되고,
    상기 격벽은 상기 차광층 및 상기 제1 전극과 중첩되도록 형성되고, 상기 격벽은 상기 차광층의 일단부 및 상기 제1 전극의 일단부와 중첩되도록 배치되는, 가변색 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 변색 장치는 전압 인가 여부에 따라 상기 투명한 색상에서 상기 유색의 색상으로 변경되는, 가변색 디스플레이 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 변색 장치는,
    상기 제1 기판과 제2 기판 사이에 형성된 제2 유체를 추가로 포함하고,
    상기 제1 유체는 상기 유색의 색상의 물질로 이루어지고, 상기 제2 유체는 상기 투명한 색상의 물질로 이루어진, 가변색 디스플레이 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 디스플레이 장치에서 화상이 디스플레이될 때에는, 상기 제1 전극에 전압이 인가되어 상기 제1 유체가 상기 유전체층 상에 뭉쳐짐으로써 상기 디스플레이장치에서 방출되는 광이 상기 제2 유체를 통과하게 되고,
    상기 디스플레이 장치에서 화상이 디스플레이되지 않을 때에는, 상기 제1 전극에 전압이 인가되지 않아 상기 제1 유체가 상기 유전체층 상에서 퍼짐으로써 상기 변색 장치의 색상이 상기 제1 유체의 유색의 색상으로 변경되는, 가변색 디스플레이 장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이 장치는 액정표시장치로 이루어진 것을 특징으로 하는 가변색 디스플레이 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이 장치는 유기 발광 표시장치로 이루어진 것을 특징으로 하는 가변색 디스플레이 장치.
  9. 제1항 내지 제4항, 제7항 및 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디스플레이 장치 및 변색 장치의 외곽에 외곽 프레임이 추가로 형성되고, 상기 디스플레이 장치에서 화상이 디스플레이되지 않을 때에는 상기 변색 장치의 색상과 상기 외곽 프레임의 색상이 동일한, 가변색 디스플레이 장치.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
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