KR102456352B1 - 유기발광 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유기발광 다이오드가 배치되는 발광부 및 선택적으로 광을 투과시키는 투과부로 구분되는 표시패널 및 표시패널을 구동하는 구동회로부를 포함한다. 표시패널은 제1 기판, 제2 기판 및 액정층을 포함한다. 제1 기판에는 발광부에서 유기발광 다이오드가 배치되고, 투과부에서 제1 전극이 배치된다. 제2 기판은 제1 기판과 대면하고, 투과부에서 제2 전극이 배치된다. 액정층은 제1 전극 및 제2 전극 사이에 개재되고, 제1 전극 및 제2 전극에 인가되는 전압 차이에 따라 광 투과율을 조절한다.

Description

유기발광 표시장치{ORGANIC LIGHT EMITTING DISPLAY DEVICE}
본 발명은 유기발광 표시장치에 관한 것이다.
평판 표시장치 중에서 유기발광 표시장치는 유기 화합물을 여기시켜 발광하게 하는 자발광형 표시장치로, LCD에서 사용되는 백라이트가 필요하지 않아 경량 박형이 가능할 뿐만 아니라 공정을 단순화시킬 수 있는 이점이 있다. 또한, 유기 전계발광 표시장치는 저온 제작이 가능하고, 응답속도가 1ms 이하로서 고속의 응답속도를 가질 뿐 아니라 낮은 소비 전력, 넓은 시야각 및 높은 콘트라스트(Contrast) 등의 특성을 갖는다는 점에서 널리 사용되고 있다.
근래에는 표시패널의 일부 영역을 광이 투과될 수 있는 투명부로 형성하여, 투명 표시장치로 이용하기 위한 기술들이 제안되고 있다. 투명 표시장치는 여러 분야에 점차적으로 이용분야가 확대되고 있지만, 표시패널의 일부 영역이 광을 투과함에 따라 표시장치가 표시하는 영상의 표시품질은 저하되는 단점이 있다.
본 발명은 영상의 표시품질을 높이면서 투명 표시장치로 이용될 수 있는 유기발광 표시장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 유기발광 다이오드가 배치되는 발광부 및 선택적으로 광을 투과시키는 투과부로 구분되는 표시패널 및 표시패널을 구동하는 구동회로부를 포함한다. 표시패널은 제1 기판, 제2 기판 및 액정층을 포함한다. 제1 기판에는 발광부에서 유기발광 다이오드가 배치되고, 투과부에서 제1 전극이 배치된다. 제2 기판은 제1 기판과 대면하고, 투과부에서 제2 전극이 배치된다. 액정층은 제1 전극 및 제2 전극 사이에 개재되고, 제1 전극 및 제2 전극에 인가되는 전압 차이에 따라 광 투과율을 조절한다.
본 발명은 투명부에 형성된 광 투과 조절부를 이용하여 표시장치의 투명도를 선택적으로 제어할 수 있다. 특히, 본 발명은 광 투과 조절부를 표시패널을 형성하는 기판들 사이에 배치시킴으로써 표시패널의 두께를 두껍게 하지 않으면서 투명도를 조절할 수 있다.
또한, 본 발명은 광 투과 조절부를 제어하는 전극들을 기존의 투명 표시장치를 구성하는 물질들을 이용하기 때문에 별도의 추가 공정 없이 광 투과 조절부를 형성할 수 있다.
도 1은 유기발광 표시장치를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 2는 표시패널의 평면 어레이를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 픽셀의 회로 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 제1 실시 예에 의한 유기발광 표시장치를 나타내는 도면이다.
도 5는 제1 및 제2 전극을 제어하는 전압을 나타내는 도면이다.
도 6은 제2 실시 예에 의한 유기발광 표시장치를 나타내는 도면이다.
도 7은 제3 실시 예에 의한 유기발광 표시장치를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 실질적으로 동일한 구성 요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기술 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다. 여러 실시예들을 설명함에 있어서, 동일한 구성요소에 대하여는 서두에서 대표적으로 설명하고 다른 실시예에서는 생략될 수 있다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
도 1은 유기발광 표시장치를 개략적으로 나타낸 블록도이다. 도 2는 도 1에 도시된 픽셀을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 의한 유기발광 표시장치(10)는 구동회로부 및 표시패널(DIS)을 포함한다. 구동회로부는 데이터 구동부(12), 게이트 구동부(14), 타이밍 콘트롤러(16)를 포함한다.
데이터 구동부(12)는 타이밍 콘트롤러(16)로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 바탕으로 아날로그 형태의 데이터전압을 발생한다. 데이터 구동부(12)로부터 출력된 데이터전압은 데이터라인들(D1~Dm)에 공급된다.
게이트 구동부(14)는 데이터전압에 동기되는 게이트 신호를 게이트라인들(G1~Gn)에 순차적으로 공급하여 데이터 전압이 기입되는 표시패널(DIS)의 픽셀들을 선택한다.
타이밍 콘트롤러(16)는 호스트 시스템(19)으로부터 입력되는 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(Data Enable, DE), 메인 클럭(MCLK) 등의 타이밍신호를 입력받아 데이터 구동부(12)와 게이트 구동부(14)의 동작 타이밍을 동기시킨다. 데이터 구동부(12)를 제어하기 위한 데이터 타이밍 제어신호는 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock, SSC), 소스 출력 인에이블신호(Source Output Enable, SOE) 등을 포함한다. 게이트 구동부(14)를 제어하기 위한 게이트 타이밍 제어신호는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse, GSP), 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock, GSC), 게이트 출력 인에이블신호(Gate Output Enable, GOE) 등을 포함한다.
호스트 시스템(19)은 텔레비젼 시스템, 셋톱박스, 네비게이션 시스템, DVD 플레이어, 블루레이 플레이어, 개인용 컴퓨터(PC), 홈 시어터 시스템, 폰 시스템(Phone system) 중 어느 하나로 구현될 수 있다. 호스트 시스템(19)은 스케일러(scaler)를 내장한 SoC(System on chip)을 포함하여 입력 영상의 디지털 비디오 데이터(RGB)를 표시패널(DIS)에 표시하기에 적합한 포맷으로 변환한다. 호스트 시스템(19)은 디지털 비디오 데이터와 함께 타이밍 신호들(Vsync, Hsync, DE, MCLK)을 타이밍 콘트롤러(16)로 전송한다.
또한, 타이밍 콘트롤러(16)를 표시장치의 모드 설정을 제어하는 모드 제어부(100)를 포함한다. 모드 제어부(10)는 사용자 선택에 따라 표시패널(DIS)을 노멀 모드 및 투명 모드로 구동할 수 있다. 구동 모드에 따른 표시패널(DIS)의 동작을 후술하기로 한다.
전원부(200)는 표시패널(DIS)에 인가되는 전압을 생성한다. 전원부(200)는 픽셀들을 구동하기 위한 고전위구동전압(EVDD), 저전위전압(EVSS)을 생성한다. 또한 전원부(200)는 광 투과부(TA)의 제2 전극(E2)에 인가되는 제2 전압(VLC2)을 생성한다.
표시패널(DIS)은 픽셀 어레이를 포함한다. 픽셀 어레이는 데이터라인들(D1~Dm, m은 양의 정수)과 게이트라인들(G1~Gn, n은 양의 정수)에 의해 정의된 픽셀들을 포함한다. 픽셀들 각각은 자발광 소자인 유기발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode)를 포함한다.
도 2는 표시패널의 평면 어레이를 나타내는 모식도이다.
도 2는 참조하면, 표시패널(DIS)은 광을 선택적으로 투과시키는 투과부(TA) 및 영상을 표시하는 발광부(EA)를 포함한다.
투과부(TA)는 광을 투과시키기 위해서 불투명의 금속층이 배치되지 않는 것이 바람직하다. 투과부(TA)는 구동 모드에 따라 선택적으로 광을 투과시키기 위한 광 투과 제어부를 포함한다. 발광부(EA)는 하나 이상의 픽셀을 포함한다.
도 3은 발광부에 배치된 픽셀의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 픽셀(P)은 데이터라인(D) 및 게이트라인(G)과 연결된다. 픽셀(P)은 유기발광 다이오드(OLED), 유기발광 다이오드(OLED)에 흐르는 전류량을 제어하는 구동 트랜지스터(DT), 구동 트랜지스터(DT)의 동작을 제어하는 프로그래밍부(SC)를 포함한다. 프로그래밍부(SC)는 하나 이상의 트랜지스터와 하나 이상의 커패시터의 조합으로 이루어져서, 주요 노드 예컨대, 구동 트랜지스터(DT)의 게이트전극, 및 소스전극의 전압을 제어한다. 일례로, 프로그래밍부(SC)는 게이트라인(G)으로부터 인가받는 게이트펄스에 응답하여, 데이터라인(D)으로부터 제공받는 데이터전압을 프로그래밍부(SC)에 기입한다. 구동 트랜지스터(DT)는 프로그래밍부(SC)에 기입된 데이터전압의 크기에 비례하는 구동전류를 유기발광 다이오드(OLED)로 공급한다. 유기발광 다이오드(OLED)는 구동 트랜지스터(DT)로부터 공급되는 구동전류의 크기에 비례하여 발광한다. 유기발광 다이오드(OLED)는 애노드(ANO), 캐소드(CAT), 및 애노드(ANO)과 캐소드(CAT) 사이에 개재된 유기 화합물층을 포함한다. 애노드(ANO)은 구동 트랜지스터(DT)와 접속된다.
도 4는 제1 실시 예에 의한 유기발광 표시장치를 나타낸 단면도이다.
도 4를 참조하면, 제1 실시 예에 따른 유기발광 표시장치는 트랜지스터(T)들 및 유기발광 다이오드(OLED)가 형성되는 제1 기판(SUB1) 및 컬러필터(CF)가 형성된 제2 기판(SUB2)을 포함한다. 트랜지스터(T)들 및 유기발광 다이오드(OLED)는 발광부(EA)에 배치되어 영상을 표시한다. 투과부(TA)에는 광 투과 조절부(E1,E2,LC)가 배치된다.
제1 기판(SUB1)은 유리(glass) 또는 플라스틱(plastic) 재질로 이루어질 수 있다. 제1 기판(SUB1)은 플렉서블(flexible)한 특성을 갖기 위해서 PI(Polyimide), PET(polyethylene terephthalate), PEN(polyethylene naphthalate), PC(polycarbonate) 등을 이용할 수 있다.
제1 기판(SUB1) 상에는 광차단층(LS) 및 저전위전압라인(VSSL)이 배치된다. 광차단층(LS)은 트랜지스터(T)의 반도체층 특히, 채널(channel)과 평면상에서 중첩되도록 배치되어, 외부광으로부터 산화물 반도체 소자를 보호하는 역할을 한다.
제1 기판(SUB1) 상에는 광차단층(LS) 및 저전위전압라인(VSSL)을 덮도록 버퍼층(BUF)이 배치된다. 버퍼층(BUF)은 제1 기판(SUB1)으로부터 확산되는 이온이나 불순물을 차단하고, 외부의 수분 침투를 차단하는 역할을 한다.
버퍼층(BUF) 상에는 반도체층(ACT)이 배치된다. 버퍼층(BUF) 상에는 반도체층(ACT)을 덮도록 형성된 절연막을 패터닝하여, 게이트전극(GE)과 제1 보조 접속부(CN1)가 형성될 위치에 게이트 절연막(GI)이 배치된다.
게이트 절연막(GI)은 게이트 전극(GE)을 절연시키는 것으로, 실리콘 산화막(SiOx)으로 이루어질 수 있다.
게이트 절연막(GI) 상에는 게이트 전극(GE) 및 제1 보조 접속부(CN1)가 배치된다.
게이트 전극(GE)은 게이트 절연막(GI)을 사이에 두고, 반도체층(ACT)과 대면하도록 배치된다. 게이트 전극(GE)은 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 탄탈륨(Ta) 및 텅스텐(W)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 이들의 합금의 단층이나 다층으로 이루어질 수 있다.
버퍼층(BUF) 상에는 게이트 전극(GE) 및 제1 보조 접속부(CN1)를 덮도록 층간 절연막(IN)이 배치된다. 층간 절연막(IN)은 게이트 전극(GE)과 소스/드레인 전극(SE, DE)을 상호 절연시키는 것으로, 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx) 또는 이들의 다층으로 이루어질 수 있다.
층간 절연막(IN) 위에는 소스/드레인 전극(SE, DE) 및 제2 보조 접속부(CN2)가 배치된다.
소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)은 소정 간격 이격되어 배치된다. 소스 전극(SE)은 층간 절연막(IN)을 관통하는 소스 콘택홀을 통해 반도체층(ACT)의 일측에 접촉한다. 드레인 전극(DE)은 층간 절연막(IN)을 관통하는 드레인 콘택홀을 통해 반도체층(ACT)의 타측에 접촉한다. 소스 전극(SE)과 드레인 전극(DE)은 단일층 또는 다층으로 이루어질 수 있으며, 단일층일 경우에는 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다. 또한, 소스 전극(SE)과 드레인 전극(DE)이 다층일 경우에는 몰리브덴/알루미늄-네오디뮴, 몰리브덴/알루미늄, 티타늄/알루미늄, 또는 구리/몰리티타늄의 2중층이거나 몰리브덴/알루미늄-네오디뮴/몰리브덴, 몰리브덴/알루미늄/몰리브덴, 티타늄/알루미늄/티타늄, 또는 몰리티타늄/구리/몰리티타늄의 3중층으로 이루어질 수 있다.
제2 보조 접속부(CN2)는 층간 절연막(IN)을 관통하여 제1 보조 접속부(CN1)와 접속한다. 그리고, 제2 보조 접속부(CN2)는 버퍼층(BUF) 및 층간 절연막(IN)을 관통하여 저전위전압라인(VSSL)과 접속한다.
반도체층(ACT), 게이트 전극(GE), 소스/드레인 전극(SE, DE)은 트랜지스터(T)를 구성한다.
트랜지스터(T) 상에 패시베이션막(PAS)이 위치한다. 패시베이션막(PAS)은 트랜지스터(T)를 보호하는 것으로 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질화물(SiNx) 또는 이들의 다층으로 이루어질 수 있다.
패시베이션막(PAS) 상에 평탄화막(OC)이 위치한다. 평탄화막(OC)은 하부의 단차를 평탄화하는 것으로, 포토아크릴(photo acryl), 폴리이미드(polyimide), 벤조사이클로부틴계 수지(benzocyclobutene resin), 아크릴레이트계 수지(acrylate) 등의 유기물로 이루어질 수 있다. 필요에 따라서, 패시베이션막(PAS)과 평탄화막(OC) 중 어느 하나는 생략될 수 있다.
평탄화막(OC) 상에는 애노드(ANO), 제1 전극(E1) 및 보조전극(AE)이 배치된다.
애노드(ANO)는 패시베이션막(PAS)과 평탄화막(OC)를 관통하는 콘택홀을 통해 트랜지스터(T)의 드레인 전극(DE)에 접속된다. 애노드(ANO)는 투명전극들 사이에 반사층이 개재된 3중막의 구조로 이루어질 수 있다. 투명전극은 인듐-틴-옥사이드(Indium Tin Oxide: 이하 ITO) 등의 투명금속으로 이루어질 수 있고, 반사층은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 니켈(Ni), 몰리(Mo), 몰리 티타늄(MoTi) 등으로 이루어질 수 있다.
제1 전극(E1)은 최소한 투과부(TA) 영역을 덮도록 배치될 수 있다. 제1 전극(E1)은 제2 보조 접속부(CN2) 및 제1 보조 접속부(CN1)를 통해서 저전위전압라인(VSSL)과 연결되어, 저전위전압(EVSS)을 공급받는다. 제1 전극(E1)은 ITO 등의 투명전극을 이용하여 형성될 수 있다. 특히, 제1 전극(E1)은 3중막 구조인 애노드(ANO)의 하부막을 이용하여 형성될 수 있다. 제1 전극(E1)을 애노드(ANO)의 3중막 구조를 이용하여 형성할 경우에, 투과부(TA)를 덮도록 애노드 물질을 형성하고, 제1 전극(E1)이 배치될 영역 반사층과 상부 투명전극을 식각하는 방법을 이용할 수 있다.
보조 전극(AE)은 캐소드(CAT)와 접촉하고, 제1 및 제2 보조 접속부들(CN1,CN2)을 통해서 저전위전압라인(VSSL)과 접속한다. 보조 전극(AE)은 애노드(ANO)와 동일층에 동일 물질로 형성될 수 있다. 도 4에서는 보조 전극(AE)을 제1 전극(E1)과 구분하기 위해서 별개로 표시하였지만, 제1 전극을 애노드(ANO)의 하부막으로 형성할 경우에, 제1 전극(E1)은 보조 전극(AE)과 일체형으로 될 수 있다.
애노드(ANO) 및 보조 전극(AE)이 형성된 제1 기판(SUB1) 상에 픽셀(P)의 발광부(EA)를 구획하는 뱅크층(BN)이 위치한다. 뱅크층(BN)은 폴리이미드(polyimide), 벤조사이클로부틴계 수지(benzocyclobutene series resin), 아크릴레이트(acrylate) 등의 유기물로 이루어질 수 있다.
뱅크층(BN)은 애노드(ANO)의 중심부를 노출하되 애노드(ANO)의 측단을 덮도록 배치될 수 있다. 노출된 애노드(ANO)의 면적은, 충분한 개구율을 확보할 수 있도록, 가능한 최대치로 설계되는 것이 바람직하다. 또한, 뱅크층(BN)은 보조 전극(AE)의 중심부를 노출하되 보조 전극(AE)의 측단을 덮도록 배치될 수 있다.
뱅크층(BN)은 투과부(TA) 영역에서 옐로위시(Yellowish) 현상이 발생하는 것을 방지하기 위해서 투과부(TA) 상에는 배치되지 않을 수 있다. 옐로위시 현상은 평탄화막(OC) 및 뱅크층(BN)의 물질 특성으로 인해서 누렇게 빛바랜 색상이 표시되는 현상을 일컫는다.
격벽(BR)은 보조 전극(AE) 상에 위치한다. 격벽(BR)은 이후 형성될 유기 발광층(OL) 및 캐소드(CAT) 각각을 물리적으로 분리 시키는 기능을 한다. 다시 말해, 유기 발광층(OL) 및 캐소드(CAT) 각각은, 보조 전극(AE) 상에서 격벽(BR)에 의해 물리적으로 분리되어 그 연속성이 끊어질 수 있다.
격벽(BR)이 형성된 제1 기판(SUB1) 상에 유기 발광층(OL)이 위치한다. 유기 발광층(OL)은 제1 기판(SUB1)의 전면에 넓게 형성될 수 있다.
유기 발광층(OL)은 보조 전극(AE) 상에서 격벽(BR)에 의해 물리적으로 분리된다. 유기 발광층(OL)은 격벽(BR)에 의해 분리되어, 격벽(BR)의 주변부에서 보조 전극(AE)의 적어도 일부를 노출시킨다. 격벽(BR)에 의해 분리된 유기 발광층(OL)의 일부는 격벽(BR) 상부에 위치하게 된다.
유기 발광층(OL) 상에 캐소드(CAT)가 위치한다. 캐소드(CAT)는, ITO(Indium Tin Oxide) IZO(Indium Zinc Oxide)와 같은 투명 도전물질로 형성될 수 있고, 광이 투과될 수 있을 정도로 얇은 두께를 갖는 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 알루미늄(Al), 은(Ag) 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다.
캐소드(CAT)는 보조 전극(AE) 상에서 격벽(BR)에 의해 물리적으로 분리된다. 캐소드(CAT)는 격벽(BR)에 의해 분리되어, 격벽(BR)의 주변부에서 보조 전극(AE)의 적어도 일부를 노출시킨다. 격벽(BR)에 의해 분리된 캐소드(CAT)의 일부는 격벽(BR) 상부에 위치하게 된다.
캐소드(CAT)는 유기 발광층(OL)을 덮으며, 그 일단이 보조 전극(AE)과 직접 접촉된다. 즉, 격벽(BR)에 의해 분리되어 노출되는 캐소드(CAT)의 일단은, 노출된 보조 전극(AE)의 상부 표면과 직접 접촉된다. 이러한 구조는 유기 발광층(OL)과 캐소드(CAT)를 구성하는 물질의 스텝 커버리지 차에 의해, 구현될 수 있다. 예를 들어, 캐소드(CAT)는, 유기 발광층(OL)의 구성 물질 보다 스텝 커버리지가 높은 물질인 투명 도전성 물질로 구성될 수 있기 때문에, 보조 전극(AE)과 직접 접촉되도록 형성될 수 있다.
제2 기판(SUB2)에서, 발광부(EA) 영역에는 컬러필터(CF)가 배치된다. 그리고 제2 기판(SUB2)에서 투과부(TA) 영역에는 제2 전극(E2)이 배치된다.
제1 기판(SUB1)과 제2 기판(SUB2)은 공간 확보를 위한 스테이서(SP)가 개재된 상태에서 합착될 수 있다. 제1 기판(SUB1)과 제2 기판(SUB2) 사이에 발광부(EA) 영역에는 필(Fill)재가 형성될 수 있다. 제1 기판(SUB1)과 제2 기판(SUB2) 사이에서 투과부(TA) 영역에는 액정층(LC)이 배치된다. 액정층(LC)은 제1 전극(E1)과 제2 전극(E2) 상에 각각 배치된 배향막(미도시) 상에 형성될 수 있다.
광 투과 조절부는 제1 전극(E1), 제2 전극(E2) 및 액정층(LC)을 포함한다. 광 투과 조절부는 모드 제어부(100)의 제어에 따라 노멀 모드 및 광 투과 모드로 동작한다.
도 5는 광 투과 조절부의 동작을 제어하는 제1 및 제2 전압을 나타내는 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 광 투과 조절부의 제1 전극(E1)은 제1전압(VLC1)을 공급받고, 제2 전극(E2)은 제2 전압(VLC2)을 공급받는다.
제1전압(VLC1)은 저전위전압라인(VSSL)으로부터 인가받는 저전위전압(EVSS)이 될 수 있다. 제2 전압(VLC2)은 저전위전압(EVSS)이나 정극성 제2 전압(VLC2[+]) 또는 부극성 제2 전압(VLC2[-])으로 설정된다. 정극성 제2 전압(VLC2[+]) 또는 부극성 제2 전압(VLC2[-])의 전압레벨은 저전위전압(EVSS) 과의 전압 차이에 의해서 액정층(LC)의 투과율을 최대로 하거나, 액정층(LC)의 투과율을 최저로 할 수 있는 전압레벨로 설정된다. 제2 전압(VLC2)은 정극성 제2 전압(VLC2[+]) 또는 부극성 제2 전압(VLC2[-]) 중에서 어느 하나를 이용할 수 있고, 도 5에서와 같이, 스윙되는 전압을 이용할 수 있다.
노말리 화이트 모드(Normally Trnsparent; 이하 NT)에서, 액정층(LC)의 광 투과율은 제1 전극(E1)과 제2 전극(E2)의 전압 차이에 비례하여 낮아진다. 노멀리 블랙 모드(Normally Black; 이하 NB)에서, 액정층(LC)의 광 투과율은 제1 전극(E1)과 제2 전극(E2)의 전압 차이에 비례하여 높아진다.
따라서, 액정층(LC)과 광 투과 제어부의 모드에 따라, 모드 제어부(100)는 제2 전극(E2)에 다음의 [표 1]와 같은 전압을 인가한다.
노멀 모드 투명 모드
NB EVSS VLC2(+)or VLC2(-)
NT VLC2(+)or VLC2(-) EVSS
[표 1]를 참조하면, 액정층(LC)이 노멀리 블랙 모드로 구동할 때, 투과부(TA)를 노멀 모드로 구동하기 위해서, 모드 제어부(100)는 제2 전극(E2)에 저전위전압(EVSS)을 인가한다. 그 결과 제1 전극(E1)과 제2 전극(E2) 간의 전압 차이는 최소가 되고, 액정층(LC)은 광을 차단시킨다. 액정층(LC)이 노멀리 블랙 모드로 구동할 때, 투과부(TA)를 투명 모드로 구동하기 위해서, 모드 제어부(100)는 제2 전극(E2)에 제2 전압(VLC2)을 인가한다. 그 결과 제1 전극(E1)과 제2 전극(E2) 간의 전압 차이는 최대가 되고, 액정층(LC)을 투과하는 광의 투과율은 최대가 된다.
액정층(LC)이 노멀리 화이트 모드로 구동할 때, 투과부(TA)를 노멀 모드로 구동하기 위해서, 모드 제어부(100)는 제2 전극(E2)에 제2 전압(VLC2)을 인가한다. 그 결과 제1 전극(E1)과 제2 전극(E2) 간의 전압 차이는 최대가 되고, 액정층(LC)은 광을 차단시킨다. 액정층(LC)이 노멀리 블랙 모드로 구동할 때, 투과부(TA)를 투명 모드로 구동하기 위해서, 제2 전극(E2)에는 저전위전압(EVSS)이 인가된다. 그 결과 제1 전극(E1)과 제2 전극(E2) 간의 전압 차이는 최소가 되고, 액정층(LC)을 투과하는 광의 투과율은 최대가 된다.
살펴본 바와 같이, 제1 실시 예에 따른 표시장치는 투과부에 형성되는 광 투과 조절부를 이용하여 투과부(TA)의 광 투과율을 선택적으로 조절할 수 있다. 노멀 모드에서는 투과부(TA)의 광 투과율을 최소로하여, 표시장치를 투과하는 광이 최소가 되도록 한다. 그 결과, 표시장치(10)는 발광부(EA)로부터의 영상만을 표시하기 때문에, 사용자는 표시장치 자체가 표시하는 영상에 집중할 수 있다.
또한, 투명 모드에서는 투과부(TA)의 광 투과율을 최대로 하여, 표시장치(10)가 투명 디스플레이의 기능을 하도록 한다.
도 6은 제2 실시 예에 의한 표시장치를 나타내는 도면이다. 도 6에서 전술한 실시 예와 실질적으로 동일한 구성에 대해서는 자세한 설명을 생략하기로 한다.
도 6을 참조하면, 제2 실시 예에 따른 유기발광 표시장치는 트랜지스터(T)들 및 유기발광 다이오드(OLED)가 형성되는 제1 기판(SUB1) 및 컬러필터(CF)가 형성된 제2 기판(SUB2)을 포함한다. 트랜지스터(T)들 및 유기발광 다이오드(OLED)는 발광부(EA)에 배치되어 영상을 표시한다. 투과부(TA)에는 광 투과 조절부가 배치된다.
제1 기판(SUB1) 상에는 광차단층(LS) 및 저전위전압라인(VSSL)이 배치된다. 그리고 버퍼층(BUF)은 광차단층(LS) 및 저전위전압라인(VSSL)을 덮도록 배치된다. 버퍼층(BUF) 상에는 반도체층(ACT)이 배치된다. 버퍼층(BUF) 상에는 반도체층(ACT)을 덮도록 형성된 절연막을 패터닝하여, 게이트전극(GE)과 제1 보조 접속부(CN1)가 형성될 위치에 게이트 절연막(GI)이 배치된다. 게이트 절연막(GI) 상에는 게이트 전극(GE) 및 제1 보조 접속부(CN1)가 배치된다. 게이트 전극(GE)은 게이트 절연막(GI)을 사이에 두고, 반도체층(ACT)과 대면하도록 배치된다. 버퍼층(BUF) 상에는 게이트 전극(GE) 및 제1 보조 접속부(CN1)를 덮도록 층간 절연막(IN)이 배치된다. 층간 절연막(IN) 위에는 소스/드레인 전극(SE, DE) 및 제2 보조 접속부(CN2)가 배치된다. 제2 보조 접속부(CN2)는 층간 절연막(IN)을 관통하여 제1 보조 접속부(CN1)와 접속한다. 그리고, 제2 보조 접속부(CN2)는 버퍼층(BUF) 및 층간 절연막(IN)을 관통하여 저전위전압라인(VSSL)과 접속한다. 트랜지스터(T) 상에 패시베이션막(PAS)이 위치한다. 패시베이션막(PAS) 상에 평탄화막(OC)이 위치한다.
평탄화막(OC) 상에는 애노드(ANO) 및 보조전극(AE)이 배치된다. 애노드(ANO) 및 보조 전극(AE)이 형성된 제1 기판(SUB1) 상에 픽셀(P)의 발광부(EA)를 구획하는 뱅크층(BN)이 위치한다. 격벽(BR)은 보조 전극(AE) 상에 위치한다. 격벽(BR)이 형성된 제1 기판(SUB1) 상에 유기 발광층(OL)이 위치한다.
유기 발광층(OL)은 보조 전극(AE) 상에서 격벽(BR)에 의해 물리적으로 분리되어, 격벽(BR)의 주변부에서 보조 전극(AE)의 적어도 일부를 노출시킨다. 격벽(BR)에 의해 분리된 유기 발광층(OL)의 일부는 격벽(BR) 상부에 위치하게 된다.
유기 발광층(OL) 상에는 캐소드(CAT)가 위치하고, 뱅크층(BN)을 덮도록 패시베이션막(PAS) 상에는 제1 전극(E1)이 위치한다. 캐소드(CAT) 및 제1 전극(E1)은 동일한 금속물질을 이용하여 동시에 형성될 수 있다. 예컨대, 캐소드(CAT) 및 제1 전극(E1)은 ITO 등의 투명 금속을 이용할 수 있다.
캐소드(CAT) 및 제1 전극(E1)은 제1 기판(SUB1)의 전면에 넓게 형성된 상태에서, 격벽(BR)에 의해서 분리된다. 또한, 캐소드(CAT)의 일단과 제1 전극(E1)의 일단은 각각 보조 전극(AE)의 상부와 직접 접촉된다. 따라서, 제1 전극(E1)은 캐소드(CAT) 및 저전위전압라인(VSSL)을 통해서 저전위전압(EVSS)을 공급받을 수 있다.
도 7은 제3 실시 예에 의한 표시장치를 나타내는 도면이다. 도 7에서 전술한 실시 예들과 실질적으로 동일한 구성에 대해서는 자세한 설명을 생략하기로 한다.
도 7을 참조하면, 제3 실시 예에 따른 유기발광 표시장치는 트랜지스터(T)들 및 유기발광 다이오드(OLED)가 형성되는 제1 기판(SUB1) 및 컬러필터(CF)가 형성된 제2 기판(SUB2)을 포함한다. 트랜지스터(T)들 및 유기발광 다이오드(OLED)는 발광부(EA)에 배치되어 영상을 표시한다. 투과부(TA)에는 광 투과 조절부가 배치된다. 제3 실시 예에서, 제1 기판(SUB1)에 형성되는 제1 전극(E1)의 형태는 제1 실시 예 또는 제2 실시 예 중에서 어느 형태로 구현되어도 무방하다.
제1 기판(SUB1)의 외곽영역에서 버퍼층(BUF) 상에는 패드(PAD)가 배치된다.
제2 기판(SUB2)에는 스페이서(SP)가 형성되고, 스페이서(SP)를 덮도록 제2 전극(E2)이 형성된다. 제2 전극(E2)은 제2 기판(SUB2)의 전체 영역을 덮도록 형성될 수 있다. 외곽영역에서 제2 전극(E2)은 제1 기판(SUB1)에 형성된 제4 보조 접속부(CN4)와 접촉된다. 제3 보조 접속부(CN3)는 제3 보조 접속부(CN3)를 통해서 패드(PAD)와 접촉된다. 패드(PAD)는 전원부(100)로부터 제2 전압(VLC2)을 공급받을 수 있다. 즉, 제2 전극(E2)은 제1 기판(SUB1)에 패드(PAD)를 통해서 제2 전압(VLC2)을 공급받을 수 있다.
살펴본 바와 같이, 본 발명은 투명부에 형성된 광 투과 조절부를 이용하여 표시장치의 투명도를 선택적으로 제어할 수 있다. 특히, 본 발명은 광 투과 조절부를 표시패널을 형성하는 기판들 사이에 배치시킴으로써 표시패널의 두께를 두껍게 하지 않으면서 투명도를 조절할 수 있다.
또한, 본 발명은 광 투과 조절부를 제어하는 전극들을 기존의 투명 표시장치를 구성하는 물질들을 이용하기 때문에 별도의 추가 공정 없이 광 투과 조절부를 형성할 수 있다. 본 발명은 투명부에 형성된 광 투과 조절부를 이용하여 표시장치의 투명도를 선택적으로 제어할 수 있다. 특히, 본 발명은 광 투과 조절부를 표시패널을 형성하는 기판들 사이에 배치시킴으로써 표시패널의 두께를 두껍게 하지 않으면서 투명도를 조절할 수 있다.
또한, 본 발명은 광 투과 조절부를 제어하는 전극들을 기존의 투명 표시장치를 구성하는 물질들을 이용하기 때문에 별도의 추가 공정 없이 광 투과 조절부를 형성할 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양하게 변경 및 수정할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정해져야만 할 것이다.
SUB1: 제1 기판 SUB2: 제2 기판
T: 트랜지스터 OLED: 유기발광 다이오드
CAT: 캐소드 AE: 보조 전극
E1, E2: 제1 및 제2 전극 LC: 액정층

Claims (9)

  1. 유기발광 다이오드가 배치되는 발광부 및 선택적으로 광을 투과시키는 투과부로 구분되는 표시패널; 및
    상기 표시패널을 구동하는 구동회로부를 포함하고
    상기 표시패널은
    상기 발광부에 유기발광 다이오드가 배치되고, 상기 투과부에 제1 전극이 배치된 제1 기판; 및
    상기 제1 기판과 대면하고, 상기 투과부에 제2 전극이 배치된 제2 기판; 및
    상기 제1 전극 및 제2 전극 사이에 개재되고, 상기 제1 전극 및 제2 전극에 인가되는 전압 차이에 따라 광 투과율을 조절하고,
    상기 표시패널은:
    상기 제1 기판 상에 배치된 저전위전압라인;
    상기 저전위전압라인을 덮는 하나 이상의 절연막; 및
    상기 절연막 상에 배치되고, 상기 절연막을 관통하는 보조 접속부를 통해 상기 저전위전압라인과 접촉하는 보조 전극을 더 포함하고,
    상기 보조 전극은 상기 제1 전극과 접촉하면서 상기 유기발광 다이오드의 캐소드와 접촉하는, 액정층을 포함하는 유기발광 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 표시패널은 상기 제1 기판 상에 배치되며 상기 발광부를 구획하는 뱅크층을 더 포함하고,
    상기 제1 전극은 상기 뱅크층을 덮도록 배치되며, 저전위전압라인과 연결된 유기발광 표시장치.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 전극은 상기 보조 전극과 일체형으로 이루어지는 유기발광 표시장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 전극은 상기 유기발광 다이오드의 애노드와 동일한 물질로 이루어지는 유기발광 표시장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 전극은, 상기 유기발광 다이오드의 캐소드와 동일한 물질로 이루어지는 유기발광 표시장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1 전극은, 상기 캐소드와 전기적으로 연결되는 유기발광 표시장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 표시패널은
    상기 구동회로로부터 상기 제2 전극에 인가되는 제2 전압을 공급받으며, 상기 제1 기판 상에 배치된 패드;
    상기 패드를 덮는 하나 이상의 절연막; 및
    상기 절연막을 관통하는 보조 접속부를 더 포함하고,
    상기 제2 전극은 상기 패드와 전기적으로 연결되는 유기발광 표시장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 전극은 투명 금속으로 이루어지는 유기발광 표시장치.
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