KR102452200B1 - 투명표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예는 액정렌즈를 이용하여 간단하게 투과 모드와 차광 모드를 구현할 수 있는 투명표시장치에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 투명표시장치는 입사되는 빛을 투과시키는 투과 영역들과 빛을 발광하는 발광 영역들을 포함하는 투명표시패널과, 투명표시패널의 배면에 배치되고 상기 투과 영역들에 대응되게 배치된 액정렌즈들을 포함하는 광 제어장치를 구비한다. 투명표시패널의 투과 영역들에서 액정렌즈들의 초점 거리에는 차광 패턴들이 마련된다.

Description

투명표시장치{TRANSPARENT DISPLAY DEVICE}
본 발명의 실시예는 투명표시장치에 관한 것이다.
최근 정보화 시대로 접어듦에 따라 대량의 정보를 처리 및 표시하는 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응하여 여러 가지 다양한 표시장치가 개발되어 각광받고 있다. 이와 같은 표시장치의 구체적인 예로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display device: LCD), 플라즈마표시장치(Plasma Display Panel device: PDP), 전계방출표시장치(Field Emission Display device : FED), 전기발광표시장치(Electroluminescence Display device : ELD), 유기발광소자(Organic Light Emitting Diodes : OLED) 등을 들 수 있다.
최근에는 표시장치는 박형화, 경량화, 및 저소비전력화되고 있으며, 이로 인해 표시장치의 적용 분야가 계속 증가하고 있다. 특히, 표시장치는 대부분의 전자 장치나 모바일 기기에서 사용자 인터페이스의 하나로 사용되고 있다.
또한, 최근에는 특성상 사용자가 표시장치의 배면(背面)에 위치한 사물 또는 배경을 볼 수 있는 투명표시장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 투명표시장치는 공간활용성, 인테리어 및 디자인의 장점을 가지며, 다양한 응용분야를 가질 수 있다. 투명표시장치는 정보인식, 정보처리 및 정보표시의 기능을 투명한 전자기기로 구현함으로써 기존 전자기기의 공간적 및 시각적 제약을 해소할 수 있다. 예를 들어, 투명표시장치는 건물이나 자동차의 창문(window)에 적용되어 배경을 보이거나 화상을 표시하는 스마트 창(smart window)으로 구현될 수 있다.
투명표시장치는 유기발광표시장치로 구현될 수 있으며, 이 경우 전력 소비가 적은 장점이 있으나, 어두운 환경에서는 명암비(contrast ratio)에 문제가 없지만 빛이 있는 일반 환경에서는 명암비가 저하되는 단점이 있다. 그러므로, 투명표시장치가 유기발광표시장치로 구현되는 경우 명암비 저하를 방지하기 위해 빛을 차광하는 차광 모드와 빛을 투과시키는 투과 모드를 구현할 수 있는 광 제어장치가 필요하다.
본 발명의 실시예는 액정렌즈를 이용하여 간단하게 투과 모드와 차광 모드를 구현할 수 있는 투명표시장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 투명표시장치는 입사되는 빛을 투과시키는 투과 영역들과 빛을 발광하는 발광 영역들을 포함하는 투명표시패널과, 투명표시패널의 배면에 배치되고 상기 투과 영역들에 대응되게 배치된 액정렌즈들을 포함하는 광 제어장치를 구비한다. 투명표시패널의 투과 영역들에서 액정렌즈들의 초점 거리에는 차광 패턴들이 마련된다.
본 발명의 실시예는 차광 패턴들을 광 제어장치의 액정렌즈들의 초점 거리에 배치한다. 그 결과, 본 발명의 실시예는 입사되는 빛을 액정렌즈들의 초점 거리로 집광하는 경우 차광 패턴들에 의해 차단할 수 있으므로, 차광 모드를 구현할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예는 입사되는 빛을 액정렌즈들의 초점 거리로 집광하지 않는 경우 차광 패턴들에 의해 일부의 빛만이 차단되므로, 투과 모드를 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 투명표시장치를 보여주는 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 투명표시장치의 투명표시패널, 게이트 구동부, 소스 드라이브 IC, 연성필름, 회로보드, 및 타이밍 제어부를 보여주는 평면도.
도 3은 도 2의 표시영역의 화소를 보여주는 일 예시도면.
도 4는 도 3의 I-I'의 단면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 광 제어장치를 상세히 보여주는 사시도.
도 6a 내지 도 6c는 투명표시장치, 투명표시패널, 및 광 제어장치의 투과 영역과 발광 영역을 보여주는 평면도들.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광 제어장치를 보여주는 단면도들.
도 8a 및 도 8b는 로드 타입 액정과 디스코틱 액정을 보여주는 예시도면들.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 광 제어장치를 보여주는 단면도들.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 광 제어장치를 보여주는 단면도들.
도 11a 및 도 11b는 본 발명의 제4 실시예에 따른 광 제어장치를 보여주는 단면도들.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 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 명세서에서 언급된 '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.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 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.
시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
"X축 방향", "Y축 방향" 및 "Z축 방향"은 서로 간의 관계가 수직으로 이루어진 기하학적인 관계만으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 구성이 기능적으로 작용할 수 있는 범위 내에서보다 넓은 방향성을 가지는 것을 의미할 수 있다.
"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제 1 항목, 제 2 항목 또는 제 3 항목 각각 뿐만 아니라 제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미할 수 있다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 투명표시장치를 보여주는 사시도이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 투명표시장치의 투명표시패널, 게이트 구동부, 소스 드라이브 IC, 연성필름, 회로보드, 및 타이밍 제어부를 보여주는 평면도이다. 도 3은 도 2의 표시영역의 화소를 보여주는 일 예시도면이다. 도 4는 도 3의 I-I'의 단면도이다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 광 제어장치를 상세히 보여주는 사시도이다.
이하에서는 도 1 내지 도 5를 결부하여 본 발명의 실시예에 따른 투명표시장치를 상세히 설명한다. 도 1 내지 도 5에서 X축은 게이트 라인과 나란한 방향을 나타내고, Y축은 데이터 라인과 나란한 방향을 나타내며, Z축은 투명표시장치의 높이 방향을 나타낸다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 투명표시장치는 투명표시패널(100), 게이트 구동부(120), 소스 드라이브 집적회로(integrated circuit, 이하 "IC"라 칭함)(130), 연성필름(140), 회로보드(150), 타이밍 제어부(160), 광 제어 장치(200), 및 접착층(300)을 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 투명표시장치는 유기발광 표시장치(Organic Light Emitting Display)로 구현된 것을 중심으로 설명하였으나, 액정표시장치(Liquid Crystal Display) 또는 전기영동 표시장치(Electrophoresis display)로도 구현될 수 있다.
투명표시패널(100)은 하부 기판(111)과 상부 기판(112)을 포함한다. 상부 기판(112)은 봉지 기판일 수 있다. 하부 기판(111)은 상부 기판(112)보다 크게 형성되며, 이로 인해 하부 기판(111)의 일부는 상부 기판(112)에 의해 덮이지 않고 노출될 수 있다.
투명표시패널(100)의 표시영역(DA)에는 게이트 라인들과 데이터 라인들이 형성되며, 게이트 라인들과 데이터 라인들의 교차 영역들에는 발광부들이 형성될 수 있다. 표시영역(DA)의 발광부들은 화상을 표시할 수 있다.
표시영역(DA)은 도 3과 같이 투과 영역(TA)와 발광 영역(EA)을 포함한다. 투명표시패널(100)은 투과 영역(TA)들로 인해 투명표시패널(100)의 배면(背面)에 위치한 사물 또는 배경을 볼 수 있으며, 발광 영역(EA)들로 인해 화상을 표시할 수 있다. 도 3에서는 투과 영역(TA)과 발광 영역(EA)이 게이트 라인 방향(X축 방향)으로 길게 형성된 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 즉, 투과 영역(TA)과 발광 영역(EA)은 데이터 라인 방향(Y축 방향)으로 길게 형성될 수도 있다.
투과 영역(TA)은 입사되는 빛을 거의 그대로 통과시키는 영역이다. 발광 영역(EA)은 빛을 발광하는 영역이다. 발광 영역(EA)은 복수의 화소(P)들을 포함할 수 있으며, 화소(P)들 각각은 도 3과 같이 적색 발광부(RE), 녹색 발광부(GE), 및 청색 발광부(BE)를 포함하는 것을 예시하였지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 화소(P)들 각각은 적색 발광부(RE), 녹색 발광부(GE) 및 청색 발광부(BE) 외에 흰색 발광부를 더 포함할 수도 있다. 또는, 화소(P)들 각각은 적색 발광부(RE), 녹색 발광부(GE), 청색 발광부(BE), 옐로우(yellow) 발광부, 자홍색(magenta) 발광부, 및 청록색(cyan) 발광부 중에 적어도 두 개 이상의 발광부들을 포함할 수 있다.
적색 발광부(RE)는 적색광을 발광하는 영역이고, 녹색 발광부(GE)는 녹색광을 발광하는 영역이며, 청색 발광부(BE)는 청색광을 발광하는 영역이다. 발광 영역(EA)의 적색 발광부(RE), 녹색 발광부(GE), 및 청색 발광부(BE)는 소정의 빛을 발광하며, 입사되는 빛을 투과시키지 않는 비투과 영역에 해당한다.
적색 발광부(RE), 녹색 발광부(GE), 및 청색 발광부(BE) 각각에는 도 4와 같이 트랜지스터(T), 애노드 전극(AND), 유기층(EL), 캐소드 전극(CAT)이 마련될 수 있다.
트랜지스터(T)는 하부 기판(111)상에 마련되는 액티브층(ACT), 액티브층(ACT)상에 마련되는 제1 절연막(I1), 제1 절연막(I1)상에 마련된 게이트 전극(GE), 게이트 전극(GE) 상에 마련된 제2 절연막(I2), 제2 절연막(I2)상에 마련되고 제1 및 제2 콘택홀들(CNT1, CNT2)을 통해 액티브층(ACT)에 접속되는 소스 전극(SE)과 드레인 전극(DE)을 포함한다. 게이트 전극(GE)은 게이트 라인과 동일한 층에 형성되며, 소스 전극(SE)과 드레인 전극(DE)은 데이터 라인과 동일한 층에 형성된다. 도 4에서는 트랜지스터(T)가 탑 게이트 방식으로 형성된 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않으며, 보텀 게이트 방식으로 형성될 수도 있다.
애노드 전극(AND)은 소스 전극(SE)과 드레인 전극(DE)상에 마련된 층간 절연막(ILD)을 관통하는 제3 콘택홀(CNT3)을 통해 트랜지스터(T)의 드레인 전극(DE)에 접속된다. 서로 인접한 애노드 전극(AND)들 사이에는 격벽이 마련되며, 이로 인해 서로 인접한 애노드 전극(AND)들은 전기적으로 절연될 수 있다.
애노드 전극(AND)상에는 유기층(EL)이 마련된다. 유기층(EL)은 정공 수송층(hole transporting layer), 유기발광층(organic light emitting layer), 전자 수송층(electron transporting layer)을 포함할 수 있다. 유기층(EL)과 격벽(W)상에는 캐소드 전극(CAT)이 마련된다. 애노드 전극(AND)과 캐소드 전극(CAT)에 전압이 인가되면 정공과 전자가 각각 정공 수송층과 전자 수송층을 통해 유기발광층으로 이동되며, 유기발광층에서 서로 결합하여 발광하게 된다.
도 4에서는 투명표시패널(100)이 전면(前面) 발광(top emission) 방식으로 구현된 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않으며, 배면(背面) 발광(bottom emission) 방식으로 구현될 수도 있다. 광 제어장치(200)는 투명표시패널(100)이 발광하는 방향의 반대 방향에 배치되는 것이 바람직하다. 따라서, 광 제어장치(200)는 전면 발광 방식에서는 투명표시패널(100)의 아래, 즉 하부 기판(111)의 아래에 배치되고, 배면 발광 방식에서는 투명표시패널(100)의 위, 즉 상부 기판(112)의 위에 배치되는 것이 바람직하다.
전면 발광 방식에서는 유기층(EL)의 빛이 상부기판 방향으로 발광하므로, 트랜지스터(T)가 격벽(W)과 애노드 전극(AND) 아래에 넓게 마련될 수 있다. 따라서, 전면 발광 방식은 배면 발광 방식에 비해 트랜지스터(T)의 설계 영역이 넓다는 장점이 있다. 전면 발광 방식에서는 애노드 전극(AND)이 알루미늄, 알루미늄과 ITO의 적층 구조와 같은 반사율이 높은 금속물질로 형성되고, 캐소드 전극(CAT)이 ITO, IZO와 같은 투명한 금속물질로 형성되는 것이 바람직하다.
캐소드 전극(CAT) 상에는 유무기 복합막이 형성되며, 유무기 복합막은 수분과 산소로부터 유기층(EL)과 캐소드 전극(CAT)을 보호하기 위한 막이다. 유무기 복합막은 캐소드 전극(CAT)을 덮는 제1 무기막, 제1 무기막을 덮는 유기막, 및 유기막을 덮는 제2 무기막을 포함할 수 있다. 유무기 복합막 상에는 평탄화를 위한 오버코트층이 형성되며, 오버코트층 상에는 컬러필터들과 블랙 매트릭스들이 형성될 수 있다. 블랙 매트릭스들은 발광부들(RE, GE, BE)의 경계에 형성될 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 투명표시장치의 화소(P)들 각각은 입사되는 빛을 거의 그대로 통과시키는 투과 영역(TA)과 빛을 발광하는 발광 영역(EA)을 포함한다. 그 결과, 본 발명의 실시예는 투명표시장치의 투과 영역(TA)들을 통해 투명표시장치의 배면에 위치한 사물 또는 배경을 볼 수 있다.
게이트 구동부(120)는 타이밍 제어부(160)로부터 입력되는 게이트 제어신호에 따라 게이트 라인들에 게이트 신호들을 공급한다. 도 2에서는 게이트 구동부(120)가 투명표시패널(100)의 표시영역(DA)의 일 측 바깥쪽에 GIP(gate driver in panel) 방식으로 형성된 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 즉, 게이트 구동부(120)는 투명표시패널(100)의 표시영역(DA)의 양 측 바깥쪽에 GIP 방식으로 형성될 수도 있고, 또는 구동 칩으로 제작되어 연성필름에 실장되고 TAB(tape automated bonding) 방식으로 투명표시패널(100)에 부착될 수도 있다.
소스 드라이브 IC(130)는 타이밍 제어부(160)로부터 디지털 비디오 데이터와 소스 제어신호를 입력받는다. 소스 드라이브 IC(130)는 소스 제어신호에 따라 디지털 비디오 데이터를 아날로그 데이터전압들로 변환하여 데이터 라인들에 공급한다. 소스 드라이브 IC(130)가 구동 칩으로 제작되는 경우, COF(chip on film) 또는 COP(chip on plastic) 방식으로 연성필름(140)에 실장될 수 있다.
하부 기판(111)의 크기는 상부 기판(112)의 크기보다 크기 때문에, 하부 기판(111)의 일부는 상부 기판(112)에 의해 덮이지 않고 노출될 수 있다. 상부 기판(112)에 의해 덮이지 않고 노출된 하부 기판(111)의 일부에는 데이터 패드들과 같은 패드들이 마련된다. 연성필름(140)에는 패드들과 소스 드라이브 IC(130)를 연결하는 배선들, 패드들과 회로보드(150)의 배선들을 연결하는 배선들이 형성될 수 있다. 연성필름(140)은 이방성 도전 필름(antisotropic conducting film)을 이용하여 패드들 상에 부착되며, 이로 인해 패드들과 연성필름(140)의 배선들이 연결될 수 있다.
회로보드(150)는 연성필름(140)들에 부착될 수 있다. 회로보드(150)는 구동 칩들로 구현된 다수의 회로들이 실장될 수 있다. 예를 들어, 회로보드(150)에는 타이밍 제어부(160)가 실장될 수 있다. 회로보드(150)는 인쇄회로보드(printed circuit board) 또는 연성 인쇄회로보드(flexible printed circuit board)일 수 있다.
타이밍 제어부(160)는 외부의 시스템 보드(미도시)로부터 디지털 비디오 데이터와 타이밍 신호를 입력받는다. 타이밍 제어부(60)는 타이밍 신호에 기초하여 게이트 구동부(120)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 제어신호와 소스 드라이브 IC(130)들을 제어하기 위한 소스 제어신호를 발생한다. 타이밍 제어부(60)는 게이트 제어신호를 게이트 구동부(120)에 공급하고, 소스 제어신호를 소스 드라이브 IC(30)들에 공급한다.
광 제어장치(200)는 차광 모드에서 입사되는 빛을 차단하고, 투과 모드에서 입사되는 빛을 투과시킬 수 있다. 광 제어장치(200)는 도 5와 같이 제1 기판(210), 제2 기판(220), 제1 전극(230), 제2 전극(240), 및 액정층(250)을 포함한다.
제1 및 제2 기판들(210, 220) 각각은 유리(glass) 또는 플라스틱 필름(plastic film)일 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 기판들(210, 220) 각각은 플라스틱 필름인 경우, TAC(triacetyl cellulose) 또는 DAC(diacetyl cellulose) 등과 같은 셀룰로오스 수지(Cellulose resin), 노르보르넨 유도체(Norbornene derivatives) 등의 COP(cyclo olefin polymer), COC(cyclo olefin copolymer), PMMA(poly(methylmethacrylate) 등의 아크릴 수지(acrylic resin), PC(polycarbonate), PE(polyethylene) 또는 PP(polypropylene) 등의 폴리올레핀(polyolefin), PVA(polyvinyl alcohol), PES(poly ether sulfone), PEEK(polyetheretherketone), PEI(polyetherimide), PEN(polyethylenenaphthalate), PET(polyethyleneterephthalate) 등의 폴리에스테르(polyester), PI(polyimide), PSF(polysulfone), 또는 불소 수지(fluoride resin) 등을 포함하는 시트 또는 필름일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제1 기판(210)의 일면 상에는 제1 전극(230)이 마련되고, 제1 기판(210)과 마주보는 제2 기판(220)의 일면 상에는 제2 전극(240)이 마련된다. 제1 및 제2 전극들(230, 240) 각각은 투명한 전극일 수 있다.
제1 및 제2 전극들(230, 240) 각각은 은 산화물(예; AgO 또는 Ag2O 또는 Ag2O3), 알루미늄 산화물(예; Al2O3), 텅스텐 산화물(예; WO2 또는 WO3 또는 W2O3), 마그네슘 산화물(예; MgO), 몰리브덴 산화물(예; MoO3), 아연 산화물(예; ZnO), 주석 산화물(예; SnO2), 인듐 산화물(예; In2O3), 크롬 산화물(예; CrO3 또는 Cr2O3), 안티몬 산화물(예; Sb2O3 또는 Sb2O5), 티타늄 산화물(예; TiO2), 니켈 산화물(예;NiO), 구리 산화물(예; CuO 또는 Cu2O), 바나듐 산화물(예; V2O3 또는 V2O5), 코발트 산화물(예; CoO), 철 산화물(예; Fe2O3 또는 Fe3O4), 니오븀 산화물(예; Nb2O5), 인듐 주석 산화물(예; Indium Tin Oxide, ITO), 인듐 아연 산화물(예; Indium Zinc Oxide, IZO), 알루미늄 도핑된 아연 산화물(예; Aluminium doped Zinc Oxide, ZAO), 알루미늄 도핑된 주석 산화물(예; Aluminum Tin Oxide, TAO) 또는 안티몬 주석 산화물(예; Antimony Tin Oxide, ATO)일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
액정층(250)은 액정렌즈를 구현함으로써 입사되는 빛이 투과 영역(TA)들에 마련된 차광 패턴(LS)들에 의해 차단되도록 입사되는 빛을 제어하는 차광 모드와 입사되는 빛이 투과 영역(TA)들에 마련된 차광 패턴(LS)들에 의해 차단되지 않고 외부로 출사되도록 입사되는 빛을 제어하는 투과 모드로 구현될 수 있다. 본 발명의 실시예에서 차광 모드는 광 제어장치(200)로 입사되는 광 대비 투과 영역(TA)들로 출사되는 광(이하 "광 투과율"이라 칭함)이 a% 보다 작은 경우를 나타내고, 투과 모드는 광 투과율이 b% 이상인 경우를 나타낸다고 가정할 수 있다. 이 경우, a%는 10 내지 50%일 수 있으며, b%는 60 내지 90%일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
액정층(250)에 대한 자세한 설명은 도 6a 내지 도 6c, 도 7a, 도 7b, 도 9a, 도 9b, 도 10a, 도 10b, 도 12a 및 도 12b를 결부하여 후술한다.
도 6a는 투명표시패널(100)의 투과 영역(TA)과 발광 영역(EA)을 보여주는 확대 평면도이고, 도 6b는 광 제어장치(200)의 투과 영역(TA)과 발광 영역(EA)을 보여주는 확대 평면도이며, 도 6c는 투명표시장치의 투과 영역(TA)과 발광 영역(EA)을 보여주는 확대 평면도이다. 도 6a 내지 도 6c에서는 설명의 편의를 위해 투과 영역(TA)과 발광 영역(EA)만을 도시하였다.
도 6a를 참조하면, 투명표시패널(100)의 발광 영역(EA)에는 도 4를 결부하여 설명한 바와 같이 트랜지스터(T), 애노드 전극(AND), 유기층(EL), 및 캐소드 전극(CAT)이 형성될 수 있다. 투명표시패널(100)의 투과 영역(TA)에는 차광 패턴(light shield pattern, LS)들이 형성된다. 차광 패턴(LS)들은 입사되는 빛을 투과시키지 않는 불투명 금속 물질 또는 블랙 매트릭스로 형성될 수 있다. 예를 들어, 차광 패턴(LS)들이 불투명 금속 물질로 형성되는 경우, 도 5와 같이 게이트 전극(GE), 액티브층(ACT), 소스 및 드레인 전극들(SE, DE), 및 애노드 전극(AND) 중 어느 하나와 동일한 층에 형성될 수 있다.
도 6b를 참조하면, 광 제어장치(200)는 투명표시패널(100)의 투과 영역(TA)에 대응되는 영역에 형성되는 복수의 액정렌즈(LCL)들을 포함한다. 액정렌즈(LCL)들은 도 5의 액정층(250)에 형성된다. 도 6b에서는 복수의 액정렌즈(LCL)들 각각이 반구 형태로 형성되는 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않으며, 반타원구 형태 등 다양한 형태로 형성될 수 있다. 또한, 도 6b에서는 복수의 액정렌즈(LCL)들이 게이트 라인 방향(X축 방향)과 데이터 라인 방향(Y축 방향)으로 정렬되어 배치된 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않으며, 다양하게 배치될 수 있다.
또한, 광 제어장치(200)는 투명표시패널(100)의 발광 영역(EA)에 대응되는 영역에 형성되는 보조 배선(AL)을 포함한다. 보조 배선(AL)은 제1 전극(230) 또는 제2 전극(240)과 접속된다. 제1 전극(230)과 제2 전극(240)은 투명 전극으로 형성되기 때문에, 보조 배선(AL)은 제1 전극(230)과 제2 전극(240) 각각의 저항을 낮추기 위해 저항이 낮은 도전성 물질로 형성되는 것이 바람직하다. 보조 배선(AL)은 발광 영역(EA)에 대응되는 영역에 형성되므로, 불투명한 물질로 형성될 수 있다.
도 6c를 참조하면, 투명표시패널(100)의 투과 영역(TA)에 형성되는 차광 패턴(LS)들은 광 제어장치(200)의 액정렌즈(LCL)들의 초점 거리에 위치한다. 도 6c와 같이 광 제어장치(200)의 액정렌즈(LCL)가 반구 형태로 형성되는 경우, 초점 거리는 평면에서 보았을 때 액정렌즈(LCL)의 중심에 위치하므로, 차광 패턴(LS)들은 평면에서 보았을 때 액정렌즈(LCL)들의 중심에 위치할 수 있다.
광 제어장치(200)에 입사되는 빛은 액정렌즈(LCL)들에 의해 초점 거리로 집광되는 경우 차광 패턴(LS)들에 의해 차단될 수 있으므로, 투명표시장치는 차광 모드로 구현될 수 있다. 또한, 광 제어장치(200)에 입사되는 빛은 액정렌즈(LCL)들에 의해 초점 거리로 집광되지 않는 경우 차광 패턴(LS)들에 의해 일부만이 차단되므로, 투명표시장치는 투과 모드로 구현될 수 있다.
한편, 차광 패턴(LS)들은 투명표시패널(100)이 아닌 광 제어장치(200)에 형성될 수도 있으나, 이 경우 액정렌즈(LCL)들의 초점 거리에 배치되어야 하므로, 광 제어장치(200)의 두께가 두꺼워지는 단점이 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 차광 패턴(LS)들을 광 제어장치(200)가 아닌 투명표시패널(100)에 형성함으로써, 차광 패턴(LS)들이 광 제어장치(200)에 형성될 때보다 두께를 줄일 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시예는 차광 패턴(LS)들을 광 제어장치(200)의 액정렌즈(LCL)들의 초점 거리에 배치한다. 그 결과, 본 발명의 실시예는 입사되는 빛을 액정렌즈(LCL)들의 초점 거리로 집광하는 경우 차광 패턴(LS)들에 의해 차단할 수 있으므로, 차광 모드를 구현할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예는 입사되는 빛을 액정렌즈(LCL)들의 초점 거리로 집광하지 않는 경우 차광 패턴(LS)들에 의해 일부의 빛만이 차단되므로, 투과 모드를 구현할 수 있다.
이하에서는 도 7a, 도 7b, 도 9a, 도 9b, 도 10a, 도 10b, 도 12a 및 도 12b를 결부하여 광 제어장치(200)의 구조 및 동작을 상세히 살펴본다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광 제어장치를 보여주는 단면도들이다. 도 7a 및 도 7b에는 도 6c의 Ⅱ-Ⅱ'의 단면도의 일 예가 나타나 있다. 도 7a 및 도 7b에서는 설명의 편의를 위해 도 6c의 투명표시패널(100)에서는 차광 패턴(LS)만을 도시하였다. 차광 패턴(LS)은 게이트 전극(GE), 액티브층(ACT), 소스 및 드레인 전극들(SE, DE), 애노드 전극(AND), 및 블랙 매트릭스 중 어느 하나와 동일한 층에 형성될 수 있다.
도 7a 및 도 7b를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 광 제어장치(200)는 제1 기판(210), 제2 기판(220), 제1 전극(230), 제2 전극(240), 및 액정층(250)을 포함한다. 본 발명의 제1 실시예에 따른 광 제어장치(200)의 제1 기판(210), 제2 기판(220), 제1 전극(230), 및 제2 전극(240)은 도 5를 결부하여 설명한 바와 실질적으로 동일하므로, 이들에 대한 자세한 설명은 생략한다.
액정층(250)은 수직 배향막(251), 액정렌즈층(252), 몰드(mold, 253)를 포함한다. 수직 배향막(251)은 제1 전극(230) 상에 배치되며, 수직 배향막(251) 상에는 로드 타입(rod type)의 네거티브 액정(LC1)들을 포함하는 액정렌즈층(252)이 배치된다. 로드 타입 액정은 도 8a와 같이 막대 형태의 액정을 가리키며, 로드 타입 액정의 장축 방향 굴절률(ne)은 단축 방향 굴절률(no)보다 매우 크다.
액정렌즈층(252) 상에는 액정렌즈층(252)을 덮는 몰드(253)가 배치된다. 몰드(253)는 소정의 곡률을 가지며, 액정렌즈층(252)으로부터 제2 전극(240) 방향으로 볼록한 반구 형태로 형성된 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 몰드(253)는 네거티브 액정(LC1)의 단축 방향 굴절률(n0)과 실질적으로 동일한 굴절률을 가질 수 있다.
또한, 수직 배향막(251)과 몰드(253)는 제1 및 제2 전극들(230, 240) 각각에 전압이 인가되지 않는 경우 네거티브 액정(LC1)들을 수직 방향(Z축 방향)으로 배열하는 역할을 한다. 이 경우, 몰드(253)는 그 자체로 수직 배향막(251)과 함께 네거티브 액정(LC1)들을 수직 방향(Z축 방향)으로 배열할 수 있는 수직 배향 몰드일 수 있다. 또는, 몰드(253)와 액정렌즈층(252) 사이에는 다른 수직 배향막이 형성될 수 있으며, 수직 배향막(251)과 다른 수직 배향막을 이용하여 네거티브 액정(LC1)들을 수직 방향(Z축 방향)으로 배열할 수 있다. 이 경우, 몰드(253)는 아크릴 계열의 수지로 형성될 수 있다.
네거티브 액정(LC1)들은 제1 및 제2 전극들(230, 240) 각각에 전압이 인가되지 않는 경우 수직 배향막(251)과 몰드(253)에 의해 수직 방향(Z축 방향)으로 배열된다. 이 경우, 액정렌즈층(252)과 몰드(253)는 모두 네거티브 액정(LC1)의 단축 방향 굴절률(n0)을 가지므로, 액정렌즈층(252)과 몰드(253)의 경계는 렌즈로서 역할을 하지 않는다. 따라서, 광 제어장치(100)에 입사된 빛은 도 7a와 같이 액정렌즈층(252)과 몰드(253)를 그대로 통과한다.
네거티브 액정(LC1)들은 제1 및 제2 전극들(230, 240) 각각에 전압이 인가되는 경우 수직 전계에 의해 수평 방향(X축 방향 또는 Y축 방향)으로 배열된다. 이 경우, 액정렌즈층(252)는 네거티브 액정(LC1)의 장축 방향 굴절률(ne)을 가지며 몰드(253)는 네거티브 액정(LC1)의 단축 방향 굴절률(n0)을 가지므로, 액정렌즈층(252)과 몰드(253)의 경계는 렌즈(LCL)로서 역할을 한다. 따라서, 광 제어장치(100)에 입사된 빛은 도 7b와 같이 액정렌즈층(252)과 몰드(253)의 경계에 형성되는 액정렌즈(LCL)에 의해 굴절되어 초점 거리로 집광된다.
한편, 도 7b와 같이 액정렌즈층(252)과 수직 배향막(251)의 경계의 곡률을 R1, 액정렌즈층(252)과 몰드(253)의 경계의 곡률을 R2, 액정렌즈층(252)의 굴절률을 n1, 몰드(253)의 굴절률을 n2라 할때, 액정렌즈층(252)의 액정렌즈(LCL)의 초점거리(f)는 수학식 1과 같이 산출될 수 있다.
Figure 112015094499599-pat00001
네거티브 액정(LC1)들은 제1 및 제2 전극들(230, 240) 각각에 전압이 인가되는 경우 수직 전계에 의해 수평 방향(X축 방향 또는 Y축 방향)으로 배열되기 때문에, 액정렌즈층(252)은 네거티브 액정(LC1)의 장축 방향 굴절률(ne)을 가지며, 몰드(253)는 네거티브 액정(LC1)의 단축 방향 굴절률(n0)을 가진다. 또한, R1은 무한대이므로, 수학식 1은 수학식 2와 같이 표현될 수 있다.
Figure 112015094499599-pat00002
수학식 2의 초점 거리(f)는 차광 패턴(LS)들을 고려하여 설정될 수 있다. 예를 들어, 차광 패턴(LS)들은 게이트 전극(GE), 액티브층(ACT), 소스 및 드레인 전극들(SE, DE), 애노드 전극(AND), 및 블랙 매트릭스 중 어느 하나와 동일한 층에 형성될 수 있으므로, 초점 거리(f)는 액정렌즈층(252)으로부터 게이트 전극(GE), 액티브층(ACT), 소스 및 드레인 전극들(SE, DE), 애노드 전극(AND), 또는 블랙 매트릭스까지의 거리로 설정될 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예는 수직 배향막(251), 로드 타입 네거티브 액정(LC1)들을 포함하는 액정렌즈층(252), 및 네거티브 액정(LC1)의 단축 방향 굴절률을 갖는 몰드(253)를 포함한다. 그 결과, 본 발명의 제1 실시예는 제1 및 제2 전극들(230, 240)에 전압을 인가하지 않는 경우 액정렌즈층(252)이 네거티브 액정(LC1)들의 단축 방향 굴절률(no)을 갖도록 제어할 수 있으므로, 액정렌즈층(252)에 입사되는 빛을 그대로 통과시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 제1 실시예는 투과 모드를 구현할 수 있다. 또한, 본 발명의 제1 실시예는 제1 및 제2 전극들(230, 240)에 전압을 인가하는 경우 액정렌즈층(252)이 네거티브 액정(LC1)들의 장축 방향 굴절률(no)을 갖도록 제어할 수 있으므로, 액정렌즈층(252)에 입사되는 빛을 초점 거리(f)로 집광시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 제1 실시예는 초점 거리(f)로 집광된 광을 차광 패턴(LS)들에 의해 차단할 수 있으므로, 차광 모드를 구현할 수 있다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 광 제어장치를 보여주는 단면도들이다. 도 9a 및 도 9b에는 도 6c의 Ⅱ-Ⅱ'의 단면도의 또 다른 예가 나타나 있다. 도 9a 및 도 9b에서는 설명의 편의를 위해 도 6c의 투명표시패널(100)에서는 차광 패턴(LS)만을 도시하였다. 차광 패턴(LS)은 게이트 전극(GE), 액티브층(ACT), 소스 및 드레인 전극들(SE, DE), 애노드 전극(AND), 및 블랙 매트릭스 중 어느 하나와 동일한 층에 형성될 수 있다.
도 9a 및 도 9b를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 광 제어장치(200)는 제1 기판(210), 제2 기판(220), 제1 전극(230), 제2 전극(240), 및 액정층(250)을 포함한다. 본 발명의 제2 실시예에 따른 광 제어장치(200)의 제1 기판(210), 제2 기판(220), 제1 전극(230), 및 제2 전극(240)은 도 5를 결부하여 설명한 바와 실질적으로 동일하므로, 이들에 대한 자세한 설명은 생략한다.
액정층(250)은 수평 배향막(254), 액정렌즈층(255), 몰드(256)를 포함한다. 수평 배향막(254)은 제1 전극(230) 상에 배치되며, 수평 배향막(254) 상에는 디스코틱(discotic) 포지티브 액정(LC2)들을 포함하는 액정렌즈층(255)이 배치된다. 수평 배향막(254)은 제1 및 제2 전극들(230, 240) 각각에 전압이 인가되지 않는 경우 포지티브 액정(LC2)들을 수평 방향(X축 방향 또는 Y축 방향)으로 배열하는 역할을 한다. 디스코틱 액정은 도 8b와 같이 원판 형태의 액정을 가리키며, 디스코틱 액정의 장축 방향 굴절률(ne)은 단축 방향 굴절률(no)보다 작다.
액정렌즈층(255) 상에는 액정렌즈층(255)을 덮는 몰드(256)가 배치된다. 몰드(256)는 소정의 곡률을 가지며, 액정렌즈층(255)으로부터 제2 전극(240) 방향으로 볼록한 반구 형태로 형성된 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 몰드(256)는 포지티브 액정(LC2)의 장축 방향 굴절률(ne)과 실질적으로 동일한 굴절률을 가질 수 있다.
또한, 수평 배향막(254)과 몰드(256)는 제1 및 제2 전극들(230, 240) 각각에 전압이 인가되지 않는 경우 포지티브 액정(LC2)들을 수평 방향(X축 방향 또는 Y축 방향)으로 배열하는 역할을 한다. 이 경우, 몰드(256)는 그 자체로 수평 배향막(254)과 함께 포지티브 액정(LC2)들을 수평 방향(X축 방향 또는 Y축 방향)으로 배열할 수 있는 수평 배향 몰드일 수 있다. 또는, 몰드(256)와 액정렌즈층(255) 사이에는 다른 수평 배향막이 형성될 수 있으며, 수평 배향막(254)과 다른 수평 배향막을 이용하여 포지티브 액정(LC2)들을 수평 방향(X축 방향 또는 Y축 방향)으로 배열할 수 있다. 이 경우, 몰드(256)는 아크릴 계열의 수지로 형성될 수 있다.
포지티브 액정(LC2)들은 제1 및 제2 전극들(230, 240) 각각에 전압이 인가되지 않는 경우 수평 배향막(254)과 몰드(256)에 의해 수평 방향(X축 방향 또는 Y축 방향)으로 배열된다. 이 경우, 액정렌즈층(255)과 몰드(256)는 모두 포지티브 액정(LC2)의 장축 방향 굴절률(ne)을 가지므로, 액정렌즈층(255)과 몰드(256)의 경계는 렌즈로서 역할을 하지 않는다. 따라서, 광 제어장치(100)에 입사된 빛은 도 9a와 같이 액정렌즈층(255)과 몰드(256)를 그대로 통과한다.
포지티브 액정(LC2)들은 제1 및 제2 전극들(230, 240) 각각에 전압이 인가되는 경우 수직 전계에 의해 수직 방향(Z축 방향)으로 배열된다. 이 경우, 액정렌즈층(255)은 포지티브 액정(LC2)의 단축 방향 굴절률(n0)을 가지며 몰드(256)는 포지티브 액정(LC2)의 장축 방향 굴절률(ne)을 가지므로, 액정렌즈층(255)과 몰드(256)의 경계는 렌즈(LCL)로서 역할을 한다. 따라서, 광 제어장치(100)에 입사된 빛은 도 9b와 같이 액정렌즈층(255)과 몰드(256)의 경계에 형성되는 액정렌즈(LCL)에 의해 굴절되어 초점 거리로 집광된다.
한편, 도 9b와 같이 액정렌즈층(255)과 수평 배향막(254)의 경계의 곡률을 R1, 액정렌즈층(255)과 몰드(256)의 경계의 곡률을 R2, 액정렌즈층(255)의 굴절률을 n1, 몰드(256)의 굴절률을 n2라 할때, 액정렌즈층(255)의 액정렌즈(LCL)의 초점거리(f)는 수학식 1과 같이 산출될 수 있다.
포지티브 액정(LC2)들은 제1 및 제2 전극들(230, 240) 각각에 전압이 인가되는 경우 수직 전계에 의해 수직 방향(Z축 방향)으로 배열되기 때문에, 액정렌즈층(255)은 포지티브 액정(LC2)의 단축 방향 굴절률(n0)을 가지며, 몰드(253)는 포지티브 액정(LC2)의 장축 방향 굴절률(ne)을 가진다. 또한, R1은 무한대이므로, 수학식 1은 수학식 3과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112015094499599-pat00003
수학식 3의 초점 거리(f)는 차광 패턴(LS)들을 고려하여 설정될 수 있다. 예를 들어, 차광 패턴(LS)들은 게이트 전극(GE), 액티브층(ACT), 소스 및 드레인 전극들(SE, DE), 애노드 전극(AND), 및 블랙 매트릭스 중 어느 하나와 동일한 층에 형성될 수 있으므로, 초점 거리(f)는 액정렌즈층(252)으로부터 게이트 전극(GE), 액티브층(ACT), 소스 및 드레인 전극들(SE, DE), 애노드 전극(AND), 또는 블랙 매트릭스까지의 거리로 설정될 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예는 수평 배향막(254), 디스코틱 포지티브 액정(LC2)들을 포함하는 액정렌즈층(255), 및 포지티브 액정(LC2)의 장축 방향 굴절률을 갖는 몰드(256)를 포함한다. 그 결과, 본 발명의 제2 실시예는 제1 및 제2 전극들(230, 240)에 전압을 인가하지 않는 경우 액정렌즈층(255)이 포지티브 액정(LC2)들의 장축 방향 굴절률(ne)을 갖도록 제어할 수 있으므로, 액정렌즈층(255)에 입사되는 빛을 그대로 통과시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 제2 실시예는 투과 모드를 구현할 수 있다. 또한, 본 발명의 제2 실시예는 제1 및 제2 전극들(230, 240)에 전압을 인가하는 경우 액정렌즈층(252)이 포지티브 액정(LC2)들의 단축 방향 굴절률(no)을 갖도록 제어할 수 있으므로, 액정렌즈층(255)에 입사되는 빛을 초점 거리(f)로 집광시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 제2 실시예는 초점 거리(f)로 집광된 광을 차광 패턴(LS)들에 의해 차단할 수 있으므로, 차광 모드를 구현할 수 있다.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 광 제어장치를 보여주는 단면도들이다. 도 10a 및 도 10b에는 도 6c의 Ⅱ-Ⅱ'의 단면도의 또 다른 예가 나타나 있다. 도 10a 및 도 10b에서는 설명의 편의를 위해 도 6c의 투명표시패널(100)에서는 차광 패턴(LS)만을 도시하였다. 차광 패턴(LS)은 게이트 전극(GE), 액티브층(ACT), 소스 및 드레인 전극들(SE, DE), 애노드 전극(AND), 및 블랙 매트릭스 중 어느 하나와 동일한 층에 형성될 수 있다.
도 10a 및 도 10b를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 광 제어장치(200)는 제1 기판(210), 제2 기판(220), 제1 전극(230), 제2 전극(240), 및 액정층(250)을 포함한다. 본 발명의 제3 실시예에 따른 광 제어장치(200)의 제1 기판(210), 제2 기판(220), 제1 전극(230), 및 제2 전극(240)은 도 5를 결부하여 설명한 바와 실질적으로 동일하므로, 이들에 대한 자세한 설명은 생략한다.
액정층(250)은 수직 배향막(257), 액정렌즈층(258), 몰드(259), 및 격벽(260)을 포함한다. 수직 배향막(257)은 제1 전극(230) 상에 배치되며, 수직 배향막(257) 상에는 디스코틱(discotic) 네거티브 액정(LC3)들을 포함하는 액정렌즈층(258)이 배치된다. 수직 배향막(257)은 제1 및 제2 전극들(230, 240) 각각에 전압이 인가되지 않는 경우 네거티브 액정(LC3)들을 수직 방향(Z축 방향)으로 배열하는 역할을 한다. 디스코틱 액정은 도 8b와 같이 원판 형태의 액정을 가리키며, 디스코틱 액정의 장축 방향 굴절률(ne)은 단축 방향 굴절률(no)보다 작다.
액정렌즈층(258) 상에는 액정렌즈층(258)을 덮는 몰드(259)가 배치된다. 몰드(259)는 소정의 곡률을 가지며, 제2 전극(240)으로부터 액정렌즈층(258) 방향으로 볼록한 반구 형태로 형성된 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 몰드(259)는 네거티브 액정(LC3)의 단축 방향 굴절률(nO)과 실질적으로 동일한 굴절률을 가질 수 있다.
또한, 수직 배향막(257)과 몰드(259)는 제1 및 제2 전극들(230, 240) 각각에 전압이 인가되지 않는 경우 네거티브 액정(LC3)들을 수직 방향(Z축 방향)으로 배열하는 역할을 한다. 이 경우, 몰드(259)는 그 자체로 수직 배향막(257)과 함께 네거티브 액정(LC3)들을 수직 방향(Z축 방향)으로 배열할 수 있는 수직 배향 몰드일 수 있다. 또는, 몰드(259)와 액정렌즈층(258) 사이에는 다른 수직 배향막이 형성될 수 있으며, 수직 배향막(257)과 다른 수직 배향막을 이용하여 네거티브 액정(LC3)들을 수직 방향(Z축 방향)으로 배열할 수 있다. 이 경우, 몰드(259)는 아크릴 계열의 수지로 형성될 수 있다.
본 발명의 제3 실시예에서는 몰드(259)가 제2 전극(240)으로부터 액정렌즈층(258) 방향으로 볼록한 반구 형태로 형성되기 때문에, 액정층(250)의 셀갭을 유지할 수 없다. 따라서, 본 발명의 제3 실시예는 액정층(250)의 셀갭을 유지하기 위한 격벽(260)이 필요하다.
격벽(260)은 투명한 재질로 형성될 수 있다. 이 경우, 격벽(260)들은 포토 레지스트(photo resist), 광경화성 폴리머 및 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane) 중 어느 하나로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또는, 격벽(260)은 도 6c와 같이 차광 모드에서 액정렌즈(LCL)들 사이의 영역(EMP)에서의 빛샘을 방지하기 위해 빛을 흡수할 수 있는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 격벽(260)은 블랙 격벽으로 구현될 수 있다. 이 경우, 격벽(260)들은 차광 모드에서 액정(251a)들에 의해 산란되는 빛을 흡수할 수 있으므로, 차광 모드의 차광율을 높일 수 있다.
네거티브 액정(LC3)들은 제1 및 제2 전극들(230, 240) 각각에 전압이 인가되지 않는 경우 수직 배향막(257)과 몰드(259)에 의해 수직 방향(Z축 방향)으로 배열된다. 이 경우, 액정렌즈층(258)과 몰드(259)는 모두 네거티브 액정(LC3)의 단축 방향 굴절률(nO)을 가지므로, 액정렌즈층(258)과 몰드(259)의 경계는 렌즈로서 역할을 하지 않는다. 따라서, 광 제어장치(100)에 입사된 빛은 도 10a와 같이 액정렌즈층(258)과 몰드(259)를 그대로 통과한다.
네거티브 액정(LC3)들은 제1 및 제2 전극들(230, 240) 각각에 전압이 인가되는 경우 수직 전계에 의해 수평 방향(X축 방향 또는 Y축 방향)으로 배열된다. 이 경우, 액정렌즈층(258)은 네거티브 액정(LC3)의 장축 방향 굴절률(ne)을 가지며 몰드(259)는 네거티브 액정(LC3)의 단축 방향 굴절률(no)을 가지므로, 액정렌즈층(258)과 몰드(259)의 경계는 렌즈(LCL)로서 역할을 한다. 따라서, 광 제어장치(100)에 입사된 빛은 도 10b와 같이 액정렌즈층(258)과 몰드(259)의 경계에 형성되는 액정렌즈(LCL)에 의해 굴절되어 초점 거리로 집광된다.
한편, 도 10b와 같이 액정렌즈층(258)과 수직 배향막(257)의 경계의 곡률을 R1, 액정렌즈층(258)과 몰드(259)의 경계의 곡률을 R2, 액정렌즈층(258)의 굴절률을 n1, 몰드(259)의 굴절률을 n2라 할때, 액정렌즈층(258)의 액정렌즈(LCL)의 초점거리(f)는 수학식 1과 같이 산출될 수 있다.
네거티브 액정(LC3)들은 제1 및 제2 전극들(230, 240) 각각에 전압이 인가되는 경우 수직 전계에 의해 수평 방향(X축 방향 또는 Y축 방향)으로 배열되기 때문에, 액정렌즈층(258)은 네거티브 액정(LC3)의 장축 방향 굴절률(ne)을 가지며, 몰드(259)는 네거티브 액정(LC3)의 단축 방향 굴절률(no)을 가진다. 또한, R1은 무한대이며, R2는 수학식 1의 R2와 반대 곡률을 가지므로, 수학식 1은 수학식 4와 같이 표현될 수 있다.
Figure 112015094499599-pat00004
수학식 4의 초점 거리(f)는 차광 패턴(LS)들을 고려하여 설정될 수 있다. 예를 들어, 차광 패턴(LS)들은 게이트 전극(GE), 액티브층(ACT), 소스 및 드레인 전극들(SE, DE), 애노드 전극(AND), 및 블랙 매트릭스 중 어느 하나와 동일한 층에 형성될 수 있으므로, 초점 거리(f)는 액정렌즈층(252)으로부터 게이트 전극(GE), 액티브층(ACT), 소스 및 드레인 전극들(SE, DE), 애노드 전극(AND), 또는 블랙 매트릭스까지의 거리로 설정될 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예는 수직 배향막(257), 디스코틱 네거티브 액정(LC3)들을 포함하는 액정렌즈층(258), 및 네거티브 액정(LC3)의 단축 방향 굴절률(no)을 갖는 몰드(259)를 포함한다. 그 결과, 본 발명의 제3 실시예는 제1 및 제2 전극들(230, 240)에 전압을 인가하지 않는 경우 액정렌즈층(258)이 네거티브 액정(LC3)들의 단축 방향 굴절률(no)을 갖도록 제어할 수 있으므로, 액정렌즈층(258)에 입사되는 빛을 그대로 통과시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 제3 실시예는 투과 모드를 구현할 수 있다. 또한, 본 발명의 제3 실시예는 제1 및 제2 전극들(230, 240)에 전압을 인가하는 경우 액정렌즈층(258)이 네거티브 액정(LC3)들의 장축 방향 굴절률(ne)을 갖도록 제어할 수 있으므로, 액정렌즈층(258)에 입사되는 빛을 초점 거리(f)로 집광시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 제3 실시예는 초점 거리(f)로 집광된 광을 차광 패턴(LS)들에 의해 차단할 수 있으므로, 차광 모드를 구현할 수 있다.
도 11a 및 도 11b는 본 발명의 제4 실시예에 따른 광 제어장치를 보여주는 단면도들이다. 도 11a 및 도 11b에는 도 6c의 Ⅱ-Ⅱ'의 단면도의 또 다른 예가 나타나 있다. 도 11a 및 도 11b에서는 설명의 편의를 위해 도 6c의 투명표시패널(100)에서는 차광 패턴(LS)만을 도시하였다. 차광 패턴(LS)은 게이트 전극(GE), 액티브층(ACT), 소스 및 드레인 전극들(SE, DE), 애노드 전극(AND), 및 블랙 매트릭스 중 어느 하나와 동일한 층에 형성될 수 있다.
도 11a 및 도 11b를 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 광 제어장치(200)는 제1 기판(210), 제2 기판(220), 제1 전극(230), 제2 전극(240), 및 액정층(250)을 포함한다. 본 발명의 제4 실시예에 따른 광 제어장치(200)의 제1 기판(210), 제2 기판(220), 제1 전극(230), 및 제2 전극(240)은 도 5를 결부하여 설명한 바와 실질적으로 동일하므로, 이들에 대한 자세한 설명은 생략한다.
액정층(250)은 수평 배향막(351), 액정렌즈층(352), 몰드(353), 및 격벽(260)을 포함한다. 격벽(260)은 도 10a 및 도 10b를 결부하여 설명한 바와 실질적으로 동일하므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
수평 배향막(351)은 제1 전극(230) 상에 배치되며, 수평 배향막(351) 상에는 로드 타입(rod type) 포지티브 액정(LC4)들을 포함하는 액정렌즈층(352)이 배치된다. 수평 배향막(351)은 제1 및 제2 전극들(230, 240) 각각에 전압이 인가되지 않는 경우 포지티브 액정(LC4)들을 수평 방향(X축 방향 또는 Y축 방향)으로 배열하는 역할을 한다. 로드 타입 액정은 도 8a와 같이 막대 형태의 액정을 가리키며, 로드 타입 액정의 장축 방향 굴절률(ne)은 단축 방향 굴절률(no)보다 매우 크다.
액정렌즈층(352) 상에는 액정렌즈층(352)을 덮는 몰드(353)가 배치된다. 몰드(353)는 소정의 곡률을 가지며, 제2 전극(240)으로부터 액정렌즈층(352) 방향으로 볼록한 반구 형태로 형성된 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 몰드(353)는 포지티브 액정(LC4)의 장축 방향 굴절률(ne)과 실질적으로 동일한 굴절률을 가질 수 있다.
또한, 수평 배향막(351)과 몰드(353)는 제1 및 제2 전극들(230, 240) 각각에 전압이 인가되지 않는 경우 포지티브 액정(LC4)들을 수평 방향(X축 방향 또는 Y축 방향)으로 배열하는 역할을 한다. 이 경우, 몰드(353)는 그 자체로 수평 배향막(351)과 함께 포지티브 액정(LC4)들을 수평 방향(X축 방향 또는 Y축 방향)으로 배열할 수 있는 수평 배향 몰드일 수 있다. 또는, 몰드(353)와 액정렌즈층(352) 사이에는 다른 수평 배향막이 형성될 수 있으며, 수평 배향막(353)과 다른 수평 배향막을 이용하여 포지티브 액정(LC4)들을 수평 방향(X축 방향 또는 Y축 방향)으로 배열할 수 있다. 이 경우, 몰드(353)는 아크릴 계열의 수지로 형성될 수 있다.
포지티브 액정(LC4)들은 제1 및 제2 전극들(230, 240) 각각에 전압이 인가되지 않는 경우 수평 배향막(351)과 몰드(353)에 의해 수평 방향(X축 방향 또는 Y축 방향)으로 배열된다. 이 경우, 액정렌즈층(352)과 몰드(353)는 모두 포지티브 액정(LC4)의 장축 방향 굴절률(ne)을 가지므로, 액정렌즈층(352)과 몰드(353)의 경계는 렌즈로서 역할을 하지 않는다. 따라서, 광 제어장치(100)에 입사된 빛은 도 11a와 같이 액정렌즈층(352)과 몰드(353)를 그대로 통과한다.
포지티브 액정(LC4)들은 제1 및 제2 전극들(230, 240) 각각에 전압이 인가되는 경우 수직 전계에 의해 수직 방향(Z축 방향)으로 배열된다. 이 경우, 액정렌즈층(352)은 포지티브 액정(LC4)의 단축 방향 굴절률(no)을 가지며 몰드(353)는 포지티브 액정(LC4)의 장축 방향 굴절률(ne)을 가지므로, 액정렌즈층(352)과 몰드(353)의 경계는 렌즈(LCL)로서 역할을 한다. 따라서, 광 제어장치(100)에 입사된 빛은 도 11b와 같이 액정렌즈층(352)과 몰드(353)의 경계에 형성되는 액정렌즈(LCL)에 의해 굴절되어 초점 거리로 집광된다.
한편, 도 11b와 같이 액정렌즈층(352)과 수평 배향막(351)의 경계의 곡률을 R1, 액정렌즈층(352)과 몰드(353)의 경계의 곡률을 R2, 액정렌즈층(352)의 굴절률을 n1, 몰드(353)의 굴절률을 n2라 할때, 액정렌즈층(352)의 액정렌즈(LCL)의 초점거리(f)는 수학식 4와 같이 산출될 수 있다.
포지티브 액정(LC4)들은 제1 및 제2 전극들(230, 240) 각각에 전압이 인가되는 경우 수직 전계에 의해 수직 방향(Z축 방향)으로 배열되기 때문에, 액정렌즈층(352)은 포지티브 액정(LC4)의 단축 방향 굴절률(nO)을 가지며, 몰드(353)는 포지티브 액정(LC4)의 장축 방향 굴절률(ne)을 가진다. 또한, R1은 무한대이며, R2는 수학식 2의 R2와 반대 곡률을 가지므로, 수학식 1은 수학식 5와 같이 표현될 수 있다.
Figure 112015094499599-pat00005
수학식 5의 초점 거리(f)는 차광 패턴(LS)들을 고려하여 설정될 수 있다. 예를 들어, 차광 패턴(LS)들은 게이트 전극(GE), 액티브층(ACT), 소스 및 드레인 전극들(SE, DE), 애노드 전극(AND), 및 블랙 매트릭스 중 어느 하나와 동일한 층에 형성될 수 있으므로, 초점 거리(f)는 액정렌즈층(252)으로부터 게이트 전극(GE), 액티브층(ACT), 소스 및 드레인 전극들(SE, DE), 애노드 전극(AND), 또는 블랙 매트릭스까지의 거리로 설정될 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 제4 실시예는 수평 배향막(351), 로드 타입 포지티브 액정(LC4)들을 포함하는 액정렌즈층(352), 및 포지티브 액정(LC4)의 장축 방향 굴절률(ne)을 갖는 몰드(353)를 포함한다. 그 결과, 본 발명의 제4 실시예는 제1 및 제2 전극들(230, 240)에 전압을 인가하지 않는 경우 액정렌즈층(352)이 포지티브 액정(LC4)들의 단축 방향 굴절률(ne)을 갖도록 제어할 수 있으므로, 액정렌즈층(352)에 입사되는 빛을 그대로 통과시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 제4 실시예는 투과 모드를 구현할 수 있다. 또한, 본 발명의 제4 실시예는 제1 및 제2 전극들(230, 240)에 전압을 인가하는 경우 액정렌즈층(352)이 포지티브 액정(LC4)들의 단축 방향 굴절률(no)을 갖도록 제어할 수 있으므로, 액정렌즈층(352)에 입사되는 빛을 초점 거리(f)로 집광시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 제4 실시예는 초점 거리(f)로 집광된 광을 차광 패턴(LS)들에 의해 차단할 수 있으므로, 차광 모드를 구현할 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
100: 투명표시패널 300: 접착층
111: 하부 기판 112: 상부 기판
120: 게이트 구동부 130: 소스 드라이브 IC
140: 연성필름 150: 회로보드
160: 타이밍 제어부 200: 광 제어장치
210: 제1 베이스 필름 220: 제2 베이스 필름
230: 제1 전극 240: 제2 전극
250: 액정층 251, 257: 수직 배향막
252, 255, 258, 352: 액정렌즈층 253, 256, 259, 353: 몰드
254, 351: 수평 배향막 260: 격벽

Claims (13)

  1. 입사되는 빛을 투과시키는 투과 영역들과 빛을 발광하는 발광 영역들을 포함하는 투명표시패널; 및
    상기 투명표시패널의 배면에 배치되고, 상기 투과 영역들에 대응되게 배치된 액정렌즈들을 포함하는 광 제어장치를 구비하고,
    상기 투명표시패널의 상기 투과 영역들에서 상기 액정렌즈들의 초점 거리에는 차광 패턴들이 마련되고,
    상기 광 제어장치는 상기 액정렌즈들이 구현되는 액정층을 포함하고,
    상기 액정층은,
    액정들을 포함하는 액정 렌즈층; 및
    상기 액정 렌즈층을 덮으며 굴절률을 갖는 복수의 몰드를 포함하고,
    상기 복수의 몰드 각각은 상기 액정 렌즈층과 접촉된 곡면을 포함하고,
    상기 차광 패턴들은 상기 투과 영역들에 대응되게 배치된 투명표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 제어장치는,
    서로 마주보는 제1 기판과 제2 기판;
    상기 제1 기판의 일면 상에 배치된 제1 전극; 및
    상기 제1 전극과 마주보는 상기 제2 기판의 일면 상에 배치된 제2 전극을 더 포함하고,
    상기 액정층은 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치된 투명표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 광 제어장치는 상기 제1 전극과 상기 액정층 사이에 배치되는 수직 배향막을 더 포함하고,
    상기 액정 렌즈층은 로드 타입 네거티브 액정들을 포함하고,
    상기 몰드는 상기 로드 타입 네거티브 액정의 단축 방향 굴절률을 갖는 투명표시장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 광 제어장치는 상기 제1 전극과 상기 액정층 사이에 배치되는 수평 배향막을 더 포함하고,
    상기 액정 렌즈층은 디스코틱 포지티브 액정들을 포함하고,
    상기 몰드는 상기 디스코틱 포지티브 액정의 장축 방향 굴절률을 갖는 투명표시장치.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 곡면은 상기 액정렌즈층으로부터 상기 제2 전극 방향으로 볼록한 형태를 갖는 투명표시장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 광 제어장치는 상기 제1 전극과 상기 액정층 사이에 배치되는 수직 배향막을 더 포함하고,
    상기 액정 렌즈층은 디스코틱 네거티브 액정들을 포함하고,
    상기 몰드는 상기 디스코틱 네거티브 액정의 단축 방향 굴절률을 갖는 투명표시장치.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 광 제어장치는 상기 제1 전극과 상기 액정층 사이에 배치되는 수평 배향막을 더 포함하고,
    상기 액정 렌즈층은 로드 타입 포지티브 액정들을 포함하고,
    상기 몰드는 상기 로드 타입 포지티브 액정의 장축 방향 굴절률을 갖는 투명표시장치.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 곡면은 상기 제2 전극으로부터 상기 액정렌즈층 방향으로 볼록한 형태를 갖는 투명표시장치.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 전극들 각각에 전압이 인가되는 경우 상기 액정 렌즈들에 입사되는 광은 상기 차광 패턴들에 의해 차단되고, 상기 제1 및 제2 전극들 각각에 전압이 인가되지 않는 경우 상기 액정 렌즈들에 입사되는 광은 상기 투과 영역들로 출사되는 투명표시장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광 영역들에는,
    서로 교차하는 게이트 라인들과 데이터 라인들;
    상기 게이트 라인들과 상기 데이터 라인들의 교차 영역들에서 애노드 전극들과 캐소드 전극 사이에 배치되는 유기발광층들; 및
    상기 게이트 라인들의 게이트 신호들에 의해 턴-온되어 상기 데이터 라인들의 데이터 전압들을 상기 애노드 전극들에 인가하기 위한 트랜지스터들이 배치되는 투명표시장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 차광 패턴들은,
    상기 게이트 라인들, 상기 데이터 라인들, 상기 애노드 전극들, 상기 트랜지스터들의 반도체층들 중 어느 하나와 동일한 층에 형성되거나, 컬러필터들 사이에 배치되는 블랙 매트릭스들과 동일한 층에 형성되는 투명표시장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 제어장치는 상기 발광 영역들에 대응되게 배치된 보조 배선들을 더 포함하는 투명표시장치.
  13. 제 1 항 내지 제 4 항, 제 6 항, 제 7 항, 및 제 9 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광 제어장치는 상기 액정층의 셀갭을 유지하기 위한 격벽을 더 포함하고,
    상기 복수의 몰드 각각은 상기 액정 렌즈층을 향해 돌출된 반구 형태로 구비되고,
    상기 격벽은 상기 돌출된 몰드들 사이에 배치된 투명표시장치.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109949728B (zh) * 2019-04-24 2022-10-11 苏州华兴源创科技股份有限公司 一种显示面板的检测装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003186036A (ja) 2001-12-20 2003-07-03 Ricoh Co Ltd 光路偏向素子及び画像表示装置
US20090225244A1 (en) 2008-03-07 2009-09-10 Wen-Chun Wang Image display device and light source control device therefor
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Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0527228A (ja) * 1991-07-22 1993-02-05 Hitachi Ltd 液晶表示装置
CN102881713B (zh) * 2006-06-19 2016-05-25 株式会社日本有机雷特显示器 发光显示装置及其制造方法
KR101701403B1 (ko) * 2010-03-22 2017-02-01 한양대학교 산학협력단 액정 표시 장치
KR102283456B1 (ko) * 2013-12-18 2021-07-30 삼성디스플레이 주식회사 광투과율 제어가 가능한 표시 장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003186036A (ja) 2001-12-20 2003-07-03 Ricoh Co Ltd 光路偏向素子及び画像表示装置
US20090225244A1 (en) 2008-03-07 2009-09-10 Wen-Chun Wang Image display device and light source control device therefor
US20110096100A1 (en) 2008-09-04 2011-04-28 Randall Sprague System and apparatus for see-through display panels

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