KR102485632B1 - 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 표시장치는, 영상을 표시하는 표시패널과, 표시패널 상부에 순차적으로 위치하는 제1 편광판과 제1 액정층 그리고 제2 편광판을 포함하는 스위칭 패널을 포함하며, 제1 편광판은 반사형 편광판이고, 제2 편광판은 흡수형 편광판이며, 제1 액정층은 제1 영역에 대응하는 제1 액정부와 제2 영역에 대응하는 제2 액정부를 포함한다. 전압이 인가되지 않았을 때, 제1 액정부는 위상지연을 갖고, 제2 액정부는 위상지연을 갖지 않으며, 전압이 인가되었을 때, 제1 액정부는 위상지연을 갖지 않고, 제2 액정부는 위상지연을 가진다.

Description

표시장치{Display Device}
본 발명은 표시장치에 관한 것으로, 특히 거울 기능과 표시 기능을 선택적으로 또는 동시에 갖는 표시장치에 관한 것이다
정보화 시대에 발맞추어 디스플레이(display) 분야 또한 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응해서 박형화, 경량화, 저소비전력화 장점을 지닌 평판표시장치(flat panel display device: FPD)로서 액정표시장치(liquid crystal display device: LCD)나 유기발광다이오드 표시장치(organic light emitting diode display device: OLED) 등이 개발되어 널리 적용되고 있다.
이중, 액정표시장치는 액정분자의 광학적 이방성과 유전율 이방성을 이용하여 영상을 표시한다. 막대 모양의 액정 분자들이 한 방향으로 배열된 상태에서 인위적인 전기장이 액정에 인가되었을 때 액정의 유전율 이방성에 의해 액정이 회전하게 된다. 따라서, 적절한 전압을 액정층에 인가하여 액정분자의 배열 방향을 임의로 조절함으로써 액정분자의 배열을 변화시키고, 이에 따른 액정의 광학적 이방성에 의하여 편광된 빛을 변조함으로써 원하는 영상을 표시한다.
한편, 유기전계발광 표시장치 또는 유기전기발광 표시장치(organic electroluminescent display device)라고도 불리는 유기발광다이오드 표시장치는, 전자 주입 전극인 음극과 정공 주입 전극인 양극 사이에 형성된 발광층에 전하를 주입하여 전자와 정공의 결합에 의해 형성된 여기자가 형성된 후 소멸하면서 빛을 냄으로써 영상을 표시한다.
최근에는, 이러한 평판표시장치에 영상 표시 기능 이외에 거울 기능을 부여한 표시장치가 제안되었다. 즉, 표시장치가 온 상태일 때, 표시장치는 영상을 표시하고, 표시장치가 오프 상태일 때, 표시장치는 거울 기능을 가진다. 그러나, 이러한 거울 기능을 갖는 표시장치는 거울 기능과 표시 기능을 동시에 사용할 수 없다.
한편, 거울의 일부에 표시장치를 매립하여 거울 기능과 표시 기능을 동시에 사용하는 구조가 제안되었다. 그러나, 이러한 표시장치가 매립된 거울은 전체 면적을 거울로 사용하거나 전체 면적을 표시장치로 사용할 수가 없다.
따라서, 종래의 거울 기능과 표시 기능을 갖는 표시장치 또는 거울은 활용도가 낮다는 문제가 있다.
본 발명은, 상기한 문제점을 해결하기 위하여 제시된 것으로, 표시장치의 활용도를 높이고자 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 표시장치는, 영상을 표시하는 표시패널과, 상기 표시패널 상부에 순차적으로 위치하는 제1 편광판과 제1 액정층 그리고 제2 편광판을 포함하는 스위칭 패널을 포함하며, 상기 제1 편광판은 반사형 편광판이고, 상기 제2 편광판은 흡수형 편광판이며, 상기 제1 액정층은 제1 영역에 대응하는 제1 액정부와 제2 영역에 대응하는 제2 액정부를 포함한다. 전압이 인가되지 않았을 때, 상기 제1 액정부는 위상지연을 갖고, 상기 제2 액정부는 위상지연을 갖지 않으며, 전압이 인가되었을 때, 상기 제1 액정부는 위상지연을 갖지 않고, 상기 제2 액정부는 위상지연을 가진다.
상기 제1 편광판의 투과축과 상기 제2 편광판의 투과축은 수직하거나, 평행할 수 있다.
상기 제1 영역의 스위칭 패널은 TN(twisted nematic) 모드, OCB(optically compensated birefringence) 모드, 또는 ECB(Electrically Controlled Birefringence) 모드일 수 있으며, 상기 제2 영역의 스위칭 패널은 IPS(in-plane switching) 모드, FFS(fringe field switching) 모드, 또는 VA(vertical alignment) 모드일 수 있다.
한편, 표시패널은 액정패널이거나 유기발광다이오드 패널일 수 있다.
본 발명의 표시장치는, 표시패널 상부에 제1 영역과 제2 영역이 독립적으로 온 또는 오프되는 스위칭 패널을 배치하여, 선택적으로 거울 기능과 표시기능을 가지도록 함으로써, 표시장치의 활용도를 높일 수 있다.
이때, 제1 영역과 제2 영역의 표시패널도 독립적으로 온 또는 오프시킴으로써, 소비 전력을 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2a와 도 2b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치의 제1 영역에서 스위칭 패널을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3a와 도 3b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치의 제2 영역에서 스위칭 패널을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치의 표시패널의 일례로 액정패널을 개략적으로 도시한 단면도다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치의 표시패널의 일례로 유기발광다이오드 패널을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치의 구현 모드를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 7a 내지 도 7d는 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치의 구현 모드를 나타내는 사진이다.
도 8a와 도 8b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시장치의 제1 영역에서 스위칭 패널을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 9a와 도 9b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시장치의 제2 영역에서 스위칭 패널을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
본 발명의 표시장치는, 영상을 표시하는 표시패널과, 상기 표시패널 상부에 순차적으로 위치하는 제1 편광판과 제1 액정층 그리고 제2 편광판을 포함하는 스위칭 패널을 포함하며, 상기 제1 편광판은 투과축과 반사축을 갖고, 상기 제2 편광판은 투과축과 흡수축을 가지며, 상기 제1 액정층은 제1 영역에 대응하는 제1 액정부와 제2 영역에 대응하는 제2 액정부를 포함하고, 전압이 인가되지 않았을 때, 상기 제1 액정부는 위상지연을 갖고, 상기 제2 액정부는 위상지연을 갖지 않으며, 전압이 인가되었을 때, 상기 제1 액정부는 위상지연을 갖지 않고, 상기 제2 액정부는 위상지연을 가진다.
상기 제1 편광판의 투과축과 상기 제2 편광판의 투과축은 수직일 수 있다.
이와 달리, 상기 제1 편광판의 투과축과 상기 제2 편광판의 투과축은 평행할 수 있다.
상기 스위칭 패널은 상기 제1 영역에 대응하여 제1 및 제2 전극을 더 포함하고, 상기 제2 영역에 대응하여 제3 및 제4 전극을 더 포함한다.
상기 제1 영역의 스위칭 패널은 TN(twisted nematic) 모드, OCB(optically compensated birefringence) 모드, 또는 ECB(Electrically Controlled Birefringence) 모드일 수 있다.
상기 제2 영역의 스위칭 패널은 IPS(in-plane switching) 모드, FFS(fringe field switching) 모드, 또는 VA(vertical alignment) 모드일 수 있다.
상기 표시패널은, 제1 기판과, 제2 기판, 그리고 상기 제1 및 제2 기판 사이의 제2 액정층을 포함하며, 상기 표시패널은 상기 제1 기판 하부에 상기 제1 편광판의 투과축과 수직한 투과축을 갖는 제3 편광판을 더 포함할 수 있다.
상기 표시패널은, 상기 제2 기판 상부에 상기 제1 편광판의 투과축과 평행한 투과축을 갖는 제4 편광판을 더 포함할 수 있다.
이와 달리, 상기 표시패널은 애노드 전극과 발광층 그리고 캐소드 전극으로 이루어진 유기발광다이오드를 포함할 수 있다.
상기 표시패널은 상기 유기발광다이오드 상부에 위상차 필름과 선편광판을 더 포함할 수 있으며, 상기 선편광판의 투과축은 상기 제1 편광판의 투과축과 평행하다.
이하, 종래의 문제를 해결할 수 있는 본 발명의 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
제1 실시예
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치는 표시패널(100)과 표시패널(100) 상부의 스위칭 패널(200)을 포함하며, 표시패널(100)과 스위칭 패널(200)의 각각에는 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)이 정의된다.
이때, 전압이 인가되지 않은 상태에서, 제1 영역(A1)은 블랙을 나타내는 노멀리 다크(normally dark) 영역이고, 제2 영역(A2)은 외부 광을 반사하는 노멀리 미러(normally mirror) 영역일 수 있다.
표시패널(100)은 다수의 화소를 포함하며, 영상을 표시한다. 표시패널(100)은 액정패널이거나 유기발광다이오드 패널일 수 있으며, 추후 상세히 설명한다.
스위칭 패널(200)은 제1 기판(212)과, 제2 기판(214), 제1 액정층(220), 제1 편광판(232), 그리고 제2 편광판(234)을 포함한다.
제1 및 제2 기판(212, 214)의 각각은 투명한 절연 물질로 이루어지며, 일례로, 유리나 플라스틱으로 이루어질 수 있다. 제1 및 제2 기판(212, 214)은 유연성을 가져 구부러질 수 있다.
제1 및 제2 기판(212, 214) 사이에는 제1 액정층(220)이 위치한다. 제1 액정층(220)은 제1 영역(A1)에 대응하는 제1 액정부(222)와 제2 영역(A2)에 대응하는 제2 액정부(224)를 포함한다. 제1 액정부(222)의 액정분자는 제2 액정부(224)의 액정분자와 다른 배열 모드를 가지며, 전압의 인가 여부에 따라 다른 위상지연을 가진다.
이때, 제1 및 제2 액정부(222, 224)의 액정분자를 구동하기 위한 전극(도시하지 않음)이 제1 기판(212)과 제2 기판(214) 중 적어도 하나의 내면에 형성된다. 또한, 제1 및 제2 기판(212, 214)의 내면에는 제1 및 제2 액정부(222, 224)의 액정분자의 초기 배열을 결정하기 위한 배향막(도시하지 않음)이 각각 형성된다.
전압이 인가되지 않았을 때, 제1 액정부(222)는 위상지연을 가져 통과하는 빛의 편광 방향을 바꾸고, 제2 액정부(224)는 위상지연을 갖지 않아 빛을 그대로 통과시킬 수 있다. 반면, 전압이 인가되었을 때, 제1 액정부(222)는 위상지연을 갖지 않아 빛을 그대로 통과시키고, 제2 액정부(224)는 위상지연을 가져 통과하는 빛의 편광 방향을 바꿀 수 있다. 여기서, 제1 액정부(222)와 제2 액정부(224)는 λ/2의 위상지연을 가질 수 있다.
한편, 제1 기판(212)의 외면에는 제1 편광판(232)이 위치하고, 제2 기판(214)의 외면에는 제2 편광판(234)이 위치한다. 제1 편광판(232)은 제1 방향의 반사축과 이에 수직한 제2 방향의 투과축을 가져, 제1 방향으로 진동하는 빛은 반사하고 제2 방향으로 진동하는 빛은 투과시키는 반사형 편광판일 수 있다. 반면, 제2 편광판(234)은 제1 방향의 투과축과 제2 방향의 흡수축을 가져, 제1 방향으로 진동하는 빛은 투과하고 제2 방향으로 진동하는 빛은 흡수하는 흡수형 편광판일 수 있다. 여기서, 제1 편광판(232)의 투과축과 제2 편광판(234)의 투과축은 수직으로 배치된다.
제1 편광판(232)은 제1 기판(212)의 외면에 부착되고, 제2 편광판(234)은 제2 기판(214)에 부착된다. 제1 편광판(232)과 제1 기판(212) 사이, 그리고 제2 편광판(234)과 제2 기판(214) 사이에는 접착제 또는 점착제가 위치할 수 있다.
도 2a와 도 2b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치의 제1 영역에서 스위칭 패널을 개략적으로 도시한 단면도로, 도 2a는 전압이 인가되지 않은 오프 상태의 제1 영역의 스위칭 패널을 도시하고, 도 2b는 전압이 인가된 온 상태의 제1 영역의 스위칭 패널을 도시한다.
도 2a와 도 2b에 도시한 바와 같이, 제1 영역(A1)의 스위칭 패널(200)은 제1 기판(212)과 제2 기판(214) 사이에 제1 액정부(222)를 포함한다.
한편, 제1 기판(212)의 내면에는 제1 전극(242)이 형성되고, 제1 전극(242) 상부에는 제1 배향막(252)이 형성된다. 또한, 제2 기판(214)의 내면에는 제2 전극(244)이 형성되고, 제2 전극(244) 하부에는 제2 배향막(254)이 형성된다.
제1 및 제2 전극(242, 244)은 투명 도전성 물질로 이루어지며, 일례로, 인듐-틴-옥사이드(indium tin oxide: ITO)나 인듐-징크-옥사이드(indium zinc oxide: IZO)로 이루어질 수 있다.
제1 및 제2 배향막(252, 254)은 폴리이미드(polyimide)계 고분자 화합물을 포함할 수 있으며, 이에 제한되지 않는다. 제1 및 제2 배향막(252, 254)의 표면은 편광 자외선을 이용한 광배향법에 의해 일정한 방향성을 가질 수 있다.
제1 액정부(222)의 액정분자는 제1 및 제2 배향막(252, 254)의 배향 방향을 따라 초기 배열되며, 제1 및 제2 전극(242, 244) 사이에 생성되는 전기장에 따라 배열 방향이 달라진다.
즉, 도 2a에 도시한 바와 같이, 제1 및 제2 전극(242, 244)에 전압이 인가되지 않았을 때, 제1 기판(212)에 인접한 액정분자와 제2 기판(214)에 인접한 액정분자는 장축이 90도를 이루도록 배열되며, 그 사이의 액정분자들은 연속적으로 비틀리게 배열된다. 여기서, 제1 기판(212)에 인접한 액정분자의 장축은 제2 방향으로 배열되고, 제2 기판(214)에 인접한 액정분자의 장축은 제1 방향으로 배열될 수 있다.
이때, 제1 액정부(222)는 λ/2의 위상지연을 가지며, 제1 액정부(222)를 통과하는 빛의 편광 방향을 바꾼다. 이에 따라, 전압이 인가되지 않았을 때, 제1 영역(A1)의 스위칭 패널(200)은 빛을 투과시킨다.
즉, 제2 편광판(234)을 통과한 제1 방향의 선편광이 제1 액정부(222)를 통과하면서 제2 방향의 선편광이 되어 제2 방향의 투과축을 갖는 제1 편광판(232)을 통과하거나, 제1 편광판(232)을 통과한 제2 방향의 선편광이 제1 액정부(222)를 통과하면서 제1 방향의 선편광이 되어 제1 방향의 투과축을 갖는 제2 편광판(234)을 통과한다.
반면, 도 2b에 도시한 바와 같이, 제1 및 제2 전극(242, 244)에 전압이 인가되었을 때, 제1 액정부(222)의 액정분자는 제1 및 제2 전극(242, 244) 사이의 전기장에 의해 장축이 제1 및 제2 기판(212, 214)에 수직하게 배열된다. 여기서, 제1 액정부(222)의 액정분자는 양의 유전율 이방성을 가져 전기장의 방향과 평행하게 장축이 배열될 수 있다.
이때, 제1 액정부(222)는 위상지연을 가지지 않으며, 빛을 그대로 통과시킨다. 이에 따라, 전압이 인가되었을 때, 제1 영역(A1)의 스위칭 패널(200)은 빛을 반사시킨다.
즉, 제2 편광판(234)을 통과한 제1 방향의 선편광이 제1 액정부(222)를 그대로 통과하여 제1 편광판(232)에 도달하는데, 제1 방향의 선편광은 제1 편광판(232)의 반사축과 일치하므로 제1 편광판(232)에서 반사되고, 이어 다시 제1 액정부(222)를 그대로 통과하여 제2 편광판(234)에 도달하며, 제1 방향의 선편광은 제2 편광판(234)의 투과축 방향과 일치하므로 제2 편광판(234)을 통과하여 외부로 출력된다.
이와 같이, 제1 영역(A1)의 스위칭 패널(200)은 TN(twisted nematic) 모드이며, 전압이 인가되지 않았을 때 빛을 투과시키고, 전압이 인가되었을 때 빛을 반사시킨다.
도 3a와 도 3b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치의 제2 영역에서 스위칭 패널을 개략적으로 도시한 단면도로, 도 3a는 전압이 인가되지 않은 오프 상태의 제2 영역의 스위칭 패널을 도시하고, 도 3b는 전압이 인가된 온 상태의 제2 영역의 스위칭 패널을 도시한다.
도 3a와 도 3b에 도시한 바와 같이, 제2 영역(A2)의 스위칭 패널(200)은 제1 기판(212)과 제2 기판(214) 사이에 제2 액정부(224)를 포함한다.
한편, 제1 기판(212)의 내면에는 제3 전극(262)과 제4 전극(264)이 형성되고, 제3 전극(262) 및 제4 전극(264) 상부에는 제3 배향막(272)이 형성된다. 또한, 제2 기판(214)의 내면에는 제4 배향막(274)이 형성된다. 여기서, 제3 전극(262)과 제4 전극(264)은 제2 기판(214)의 내면에 형성될 수도 있다.
제3 및 제4 전극(262, 264)은 투명 도전성 물질로 이루어지며, 일례로, 인듐-틴-옥사이드(indium tin oxide: ITO)나 인듐-징크-옥사이드(indium zinc oxide: IZO)로 이루어질 수 있다. 제3 및 제4 전극(262, 264)은 이격되어 서로 엇갈리게 배열된 다수의 패턴을 포함한다. 여기서, 제3 및 제4 전극(262, 264)의 패턴은 제2 방향을 따라 연장되고, 제1 방향을 따라 이격될 수 있다.
제3 및 제4 배향막(272, 274)은 폴리이미드(polyimide)계 고분자 화합물을 포함할 수 있으며, 이에 제한되지 않는다. 제3 및 제4 배향막(272, 274)의 표면은 편광 자외선을 이용한 광배향법에 의해 일정한 방향성을 가질 수 있다.
제2 액정부(224)의 액정분자는 제3 및 제4 배향막(272, 274)의 배향 방향을 따라 초기 배열되며, 제3 및 제4 전극(262, 264) 사이에 생성되는 전기장에 따라 배열 방향이 달라진다.
즉, 도 3a에 도시한 바와 같이, 제3 및 제4 전극(262, 264)에 전압이 인가되지 않았을 때, 제2 액정부(224)의 액정분자는 장축이 제1 및 제2 기판(212, 214)에 평행하게 배열된다. 여기서, 제2 액정부(224)의 액정분자의 장축은 제2 방향으로 배열될 수 있다.
이때, 제2 액정부(224)는 위상지연을 가지지 않으며, 빛을 그대로 통과시킨다. 이에 따라, 전압이 인가되지 않았을 때, 제2 영역(A2)의 스위칭 패널(200)은 빛을 반사시킨다.
즉, 제2 편광판(234)을 통과한 제1 방향의 선편광이 제2 액정부(224)를 그대로 통과하여 제1 편광판(232)에 도달하는데, 제1 방향의 선편광은 제1 편광판(232)의 반사축과 일치하므로 제1 편광판(232)에서 반사되고, 이어 다시 제2 액정부(224)를 그대로 통과하여 제2 편광판(234)에 도달하며, 제2 편광판(234)에 도달한 제1 방향의 선편광은 제2 편광판(234)의 투과축 방향과 일치하므로 제2 편광판(234)을 통과하여 외부로 출력된다.
반면, 도 3b에 도시한 바와 같이, 제3 및 제4 전극(262, 264)에 전압이 인가되었을 때, 제2 액정부(224)의 액정분자는 제3 및 제4 전극(262, 264) 사이의 전기장에 의해 제1 및 제2 기판(212, 214)에 수평하게 배열된다. 이때, 제1 및 제2 기판(212, 214)에 인접한 액정분자는 제3 및 제4 배향막(272, 274)의 배향력에 의해 초기 배열 상태를 유지하므로, 제2 액정부(224)의 액정분자는 수평면 상에서 비틀린 배열을 가진다. 여기서, 제2 액정부(224)의 액정분자는 양의 유전율 이방성을 가져 전기장의 방향과 평행하게 장축이 배열될 수 있다.
이때, 제2 액정부(224)는 λ/2의 위상지연을 가지며, 제2 액정부(224)를 통과하는 빛의 편광 방향을 바꾼다. 이에 따라, 전압이 인가되었을 때, 제2 영역(A2)의 스위칭 패널(200)은 빛을 투과시킨다.
즉, 제2 편광판(234)을 통과한 제1 방향의 선편광이 제2 액정부(224)를 통과하면서 제2 방향의 선편광이 되어 제2 방향의 투과축을 갖는 제1 편광판(232)을 통과하거나, 제1 편광판(232)을 통과한 제2 방향의 선편광이 제2 액정부(224)를 통과하면서 제1 방향의 선편광이 되어 제1 방향의 투과축을 갖는 제2 편광판(234)을 통과한다.
이와 같이, 제2 영역(A2)의 스위칭 패널(200)은 IPS(in-plane switching) 모드이며, 전압이 인가되지 않았을 때 빛을 반사시키고, 전압이 인가되었을 때 빛을 투과시킨다.
이와 달리, 제2 영역(A2)의 스위칭 패널(200)은 FFS(fringe field switching) 모드일 수 있다. 이때, 제3 전극(262)과 제4 전극(264)은 제1 기판(212)의 내면에 중첩하도록 형성되며, 제3 전극(262)과 제4 전극(264) 중 상부에 위치하는 전극은 다수의 개구부를 가진다. 여기서, 제3 전극(262)과 제4 전극(264)은 제2 기판(214)에 형성될 수도 있다.
한편, 앞서 언급한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치의 표시패널은 액정패널일 수 있다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치의 표시패널의 일례를 개략적으로 도시한 단면도로, 액정패널의 한 화소영역을 도시한다.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 표시패널(100)은 제3 기판(110)과, 제4 기판(130), 그리고 제3 및 제4 기판(110, 130) 사이의 제2 액정층(140)을 포함한다.
제3 기판(110) 내면에는 게이트 배선(도시하지 않음)과 게이트 전극(112)이 형성된다. 게이트 배선은 일 방향을 따라 연장되며, 게이트 전극(112)은 게이트 배선에 연결된다. 게이트 전극(112)은 게이트 배선으로부터 연장되거나 게이트 배선의 일부일 수 있다. 게이트 배선과 게이트 전극(112)은 알루미늄(aluminum)이나 몰리브덴(molybdenum), 니켈(nickel), 크롬(chromium), 구리(copper) 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있으며, 단일층 또는 다중층 구조일 수 있다.
게이트 배선과 게이트 전극(112) 상부에는 게이트 절연막(114)이 형성된다. 게이트 절연막(114)은 질화 실리콘(SiNx)이나 산화 실리콘(SiO2)의 무기절연물질로 형성될 수 있다.
게이트 절연막(114) 위에는 게이트 전극(112)에 대응하여 반도체층(116)이 형성된다. 반도체층(116)은 진성 비정질 실리콘(intrinsic amorphous silicon)의 액티브층(116a)과 불순물 도핑된 비정질 실리콘(impurity-doped amorphous silicon)의 오믹 콘택층(116b)을 포함한다.
반도체층(116) 상부에는 소스 및 드레인 전극(118, 119)이 형성되는데, 소스 및 드레인 전극(118, 119)은 반도체층(116) 상부에서 이격되어 위치하며, 오믹 콘택층(116b)은 소스 및 드레인 전극(118, 119)과 동일한 모양을 가진다. 소스 및 드레인 전극(118, 119) 사이에는 액티브층(116a)이 노출되며, 액티브층(116a)은 소스 및 드레인 전극(118, 119) 사이를 제외하고 소스 및 드레인 전극(118, 119)과 동일한 모양을 가질 수 있다. 이와 달리, 소스 및 드레인 전극(118, 119)은 오믹 콘택층(116b) 및 액티브층(116a)의 측면을 부분적으로 덮을 수도 있다.
게이트 전극(112)과 반도체층(116), 소스 전극(118), 그리고 드레인 전극(119)은 박막 트랜지스터를 이루며, 소스 및 드레인 전극(118, 119) 사이에 노출된 액티브층(116a)은 박막 트랜지스터의 채널이 된다.
여기서, 박막 트랜지스터는 반도체층(116)의 하부에 게이트 전극(112)이 위치하고 반도체층(116)의 상부에 소스 및 드레인 전극(118, 119)이 위치하는 역 스태거드(inverted staggered) 구조를 가진다.
이와 달리, 박막 트랜지스터는 반도체층의 일측, 즉, 반도체층의 상부에 게이트 전극과 소스 및 드레인 전극이 위치하는 코플라나(coplanar) 구조를 가질 수 있다. 이 경우, 반도체층은 다결정 실리콘으로 이루어질 수 있으며, 반도체층의 양측에는 불순물이 도핑될 수 있다.
한편, 반도체층은 산화물 반도체로 이루어질 수 있다. 이때, 박막 트랜지스터가 역 스태거드 구조를 가질 경우, 오믹 콘택층은 생략될 수 있다.
또한, 데이터 배선(도시하지 않음)이 소스 및 드레인 전극(118, 119)과 동일한 층에 동일 물질로 형성된다. 데이터 배선은 게이트 배선과 교차하여 화소영역을 정의한다. 이때, 데이터 배선은 게이트 배선과 수직하게 교차할 수 있으며, 또는 일정 각도를 가지고 비스듬하게 교차할 수도 있다. 데이터 배선은 소스 전극(118)과 연결되고, 데이터 배선 하부에는 반도체층(116)과 동일한 물질로 동일 적층 구조를 갖는 더미 반도체 패턴이 형성될 수 있다. 이와 달리, 데이터 배선은 더미 반도체 패턴 없이 게이트 절연막(114)과 직접 접촉하며 형성될 수 있다.
소스 및 드레인 전극(118, 119)과 데이터 배선 상부에는 보호층(120)이 형성된다. 보호층(120)은 평탄한 표면을 가지며, 드레인 전극(119)을 노출하는 드레인 콘택홀(120a)을 가진다. 보호층(120)은 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene: BCB)이나 포토 아크릴(photo acryl)의 유기절연물질로 형성될 수 있다.
한편, 보호층(120) 하부에 산화 실리콘(SiO2)나 질화 실리콘(SiNx)의 무기절연물질로 이루어진 무기절연막이 더 형성될 수 있다.
보호층(120) 상부의 화소영역에는 화소 전극(122)과 공통 전극(124)이 형성된다. 화소 전극(122)은 드레인 콘택홀(120a)을 통해 드레인 전극(119)과 접촉하며, 공통 전극(124)은 화소 전극(122)과 이격되어 번갈아 배치된다. 화소 전극(122) 및 공통 전극(124)은 인듐-틴-옥사이드(indium tin oxide)나 인듐-징크-옥사이드(indium zinc oxide)와 같은 투명도전물질로 형성될 수 있다.
여기서, 게이트 배선과 동일 층에 동일 물질로 게이트 배선에 평행한 공통 배선(도시하지 않음)이 더 형성될 수 있다. 이때, 보호층(120)은 게이트 절연막(114)과 함께 공통 배선을 노출하는 공통 콘택홀(도시하지 않음)을 가지며, 공통 전극(124)은 공통 콘택홀을 통해 공통 배선과 접촉할 수 있다.
또는, 화소 전극(122)과 공통 전극(124)은 화소영역에 대응하여 서로 중첩하게 형성될 수 있으며, 화소 전극(122)과 공통 전극(124) 중 상부에 위치하는 전극은 다수의 개구부를 가질 수 있다.
이러한 제3 기판(110)은 어레이 기판이라고 일컬어진다.
한편, 제4 기판(130)이 제3 기판(110)과 이격되어 위치한다. 제4 기판(130) 내면에는 블랙 매트릭스(132)가 형성된다. 블랙 매트릭스(132)는 화소영역에 대응하여 개구부를 가지며, 게이트 배선(도시하지 않음)과 데이터 배선(도시하지 않음) 및 박막 트랜지스터에 대응하여 형성될 수 있다.
블랙 매트릭스(132) 하부에는 블랙 매트릭스(132)의 개구부에 대응하여 컬러필터층(134)이 형성된다. 컬러필터층(134)은 적, 녹, 청색 컬러필터를 포함하며, 하나의 컬러필터가 하나의 화소영역에 대응하여 순차적으로 반복 배열된다.
여기서, 컬러필터층(134)이 제4 기판(130)에 형성된 구조에 대하여 설명하였으나, 컬러필터층은 제3 기판(110)에 형성될 수도 있다. 즉, 본 발명의 표시패널(100)은 컬러필터층이 제3 기판(110) 상의 박막 트랜지스터 상부 또는 하부에 형성되는 컬러필터 온 어레이(color filter on array) 구조의 액정패널일 수 있다.
이러한 컬러필터 온 어레이 구조는 제3 및 제4 기판(110, 130)의 합착 마진을 줄여 개구율을 높일 수 있다. 이때, 블랙 매트릭스는 제3 기판(110) 상에 형성되거나 생략될 수 있는데, 이 경우 개구율을 더 높일 수 있다.
컬러필터층(134) 하부에는 컬러필터층(134)의 보호 및 평탄화를 위해 오버코트층(136)이 형성된다. 오버코트층(136)은 열경화성 에폭시계 물질이나 광경화성 아크릴계 물질로 이루어질 수 있다.
이러한 제4 기판(130)은 컬러필터 기판이라고 일컬어진다.
한편, 도시하지 않았지만, 화소 전극(122) 및 공통 전극(124) 상부와 오버코트층(136) 하부에는 각각 배향막이 형성된다. 배향막은 폴리이미드(polyimide)계 고분자 화합물을 포함할 수 있으며, 러빙배향법 또는 광배향법에 의해 배향막의 표면은 일정한 방향성을 가지질 수 있다.
배향막 사이에는 제2 액정층(140)이 위치한다. 제2 액정층(140)의 액정분자들은 배향막의 배향 방향에 따라 초기 배열 상태를 가진다.
제3 기판(110)의 외면에는 하부 편광판인 제3 편광판(192)이 위치하고, 제4 기판(130)의 외면에는 상부 편광판인 제4 편광판(194)이 위치한다. 제3 및 제4 편광판(192, 194)은 점착층을 통해 각각 제3 및 제4 기판(110, 130)에 부착될 수 있다. 점착층은 점착제, 즉, 감압성 접착제(pressure sensitive adhesive: PSA)일 수 있다.
제3 및 제4 편광판(192, 194)은 흡수형 편광판으로, 특정 방향으로 진동하는 빛을 흡수하고, 이에 수직한 방향으로 진동하는 빛을 투과시킬 수 있다. 제3 및 제4 편광판(192, 194)의 흡수축 또는 투과축은 서로 수직하게 배치된다.
이때, 제4 편광판(194)의 투과축은 제1 편광판(도 1의 232)의 투과축과 평행한 것이 바람직하다. 따라서, 제3 편광판(192)은 제1 방향의 투과축을 갖고 제2 방향의 흡수축을 가지며, 제4 편광판(194)은 제2 방향의 투과축을 갖고 제1 방향의 흡수축을 가질 수 있다.
이러한 제3 및 제4 편광판(192, 194)의 각각은 요오드 이온(iodine ions)이나 이색성 염료(dichroic dyes)가 염착된 폴리비닐알콜을 연신(stretching)하여 연신방향으로 흡수축을 갖는 편광층을 포함할 수 있다. 또한 제3 및 제4 편광판(192, 194)의 각각은 편광층의 수축을 막기 위해 편광층의 양측에 각각 보호필름을 더 포함할 수 있다. 보호필름은 트리아세틸셀룰로오스(tri-acetyl cellulose: TAC)나, 환상 올레핀 폴리머(cyclo-olefin polymer: COP), 또는 아크릴(acryl)로 이루어질 수 있다.
이와 같이, 표시패널(100)인 액정패널이 제1 편광판(도 1의 232)의 투과축과 평행한 제4 편광판(194)을 포함함으로써, 편광도를 높일 수 있다. 이와 달리, 제4 편광판(194)은 생략될 수도 있으며, 이에 따라, 표시장치의 두께 및 무게를 줄이고, 비용을 절감할 수 있다.
한편, 본 발명의 표시장치는 제3 편광판(192)의 하부에 표시패널(100)에 빛을 공급하는 백라이트 유닛(도시하지 않음)을 더 포함한다.
이와 달리, 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치의 표시패널은 유기발광다이오드 패널일 수 있다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치의 표시패널의 일례를 개략적으로 도시한 단면도로, 유기발광다이오드 패널의 한 화소영역을 도시한다.
도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 표시패널(100)은 유기발광다이오드(De)를 포함한다.
보다 상세하게는, 절연 기판(150) 상부에 패터닝된 반도체층(152)이 형성된다. 기판(150)은 유리기판이나 플라스틱기판일 수 있다. 반도체층(152)은 산화물 반도체 물질로 이루어질 수 있다. 이와 달리, 반도체층(152)은 다결정 실리콘으로 이루어질 수도 있으며, 이 경우 반도체층(152)의 양 가장자리에 불순물이 도핑되어 있을 수 있다.
반도체층(152) 상부에는 절연물질로 이루어진 게이트 절연막(154)이 기판(150) 전면에 형성된다. 게이트 절연막(154)은 산화 실리콘(SiO2)과 같은 무기절연물질로 형성될 수 있다. 반도체층(152)이 다결정 실리콘으로 이루어질 경우, 게이트 절연막(154)은 산화 실리콘(SiO2)이나 질화 실리콘(SiNx)으로 형성될 수 있다.
게이트 절연막(154) 상부에는 금속과 같은 도전성 물질로 이루어진 게이트 전극(156)이 반도체층(152)의 중앙에 대응하여 형성된다. 또한, 게이트 절연막(154) 상부에는 게이트 배선(도시하지 않음)과 제1 커패시터 전극(도시하지 않음)이 형성된다. 도시하지 않았지만, 게이트 배선은 일 방향을 따라 연장되고, 제1 커패시터 전극은 게이트 전극(156)에 연결된다.
한편, 본 발명의 제1 실시예에서는 게이트 절연막(154)이 기판(150) 전면에 형성되어 있으나, 게이트 절연막(154)은 게이트 전극(156)과 동일한 모양으로 패터닝될 수도 있다.
게이트 전극(156)과 게이트 배선 및 제1 커패시터 전극 상부에는 절연물질로 이루어진 층간 절연막(158)이 기판(150) 전면에 형성된다. 층간 절연막(158)은 산화 실리콘(SiO2)이나 질화 실리콘(SiNx)과 같은 무기절연물질로 형성되거나, 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene)이나 포토 아크릴(photo acryl)과 같은 유기절연물질로 형성될 수 있다.
층간 절연막(158)은 반도체층(152)의 양측 상면을 노출하는 제1 및 제2 컨택홀(158a, 158b)을 가진다. 제1 및 제2 컨택홀(158a, 158b)은 게이트 전극(156)의 양측에 게이트 전극(156)과 이격되어 위치한다. 여기서, 제1 및 제2 컨택홀(158a, 158b)은 게이트 절연막(154) 내에도 형성된다. 이와 달리, 게이트 절연막(154)이 게이트 전극(156)과 동일한 모양으로 패터닝될 경우, 제1 및 제2 컨택홀(158a, 158b)은 층간 절연막(158) 내에만 형성된다.
층간 절연막(158) 상부에는 금속과 같은 도전성 물질로 소스 및 드레인 전극(162, 164)이 형성된다. 또한, 층간 절연막(158) 상부에는 데이터 배선(도시하지 않음) 및 제2 커패시터 전극(도시하지 않음)이 형성된다.
소스 및 드레인 전극(162, 164)은 게이트 전극(156)을 중심으로 이격되어 위치하며, 각각 제1 및 제2 컨택홀(158a, 158b)을 통해 반도체층(152)의 양측과 접촉한다. 도시하지 않았지만, 데이터 배선은 게이트 배선과 교차하는 방향을 따라 연장되고 게이트 배선과 교차하여 화소 영역을 정의한다. 제2 커패시터 전극은 소스 전극(162)과 연결되고, 제1 커패시터 전극과 중첩하여 둘 사이의 층간 절연막(157)을 유전체로 스토리지 커패시터를 이룬다.
이때, 층간 절연막(158) 상부에는 전원 배선(도시하지 않음)이 더 형성될 수도 있으며, 고전위 전압을 공급하는 전원 배선은 데이터 배선과 이격되어 위치할 수 있다.
한편, 반도체층(152)과, 게이트 전극(156), 그리고 소스 및 드레인 전극(162, 164)은 박막 트랜지스터를 이룬다. 여기서, 박막 트랜지스터는 반도체층(152)의 일측, 즉, 반도체층(152)의 상부에 게이트 전극(156)과 소스 및 드레인 전극(162, 164)이 위치하는 코플라나(coplanar) 구조를 가진다.
이와 달리, 박막 트랜지스터는 반도체층의 하부에 게이트 전극이 위치하고 반도체층의 상부에 소스 및 드레인 전극이 위치하는 역 스태거드(inverted staggered) 구조를 가질 수 있다. 이 경우, 반도체층은 비정질 실리콘으로 이루어질 수도 있다.
여기서, 박막 트랜지스터는 유기발광다이오드 패널의 구동 박막 트랜지스터에 해당하며, 구동 박막 트랜지스터와 동일한 구조의 스위칭 박막 트랜지스터(도시하지 않음)가 기판(150) 상에 더 형성된다. 구동 박막 트랜지스터의 게이트 전극(156)은 스위칭 박막 트랜지스터의 드레인 전극(도시하지 않음)에 연결되고 구동 박막 트랜지스터의 소스 전극(162)은 전원 배선(도시하지 않음)에 연결된다. 또한, 스위칭 박막 트랜지스터의 게이트 전극(도시하지 않음)과 소스 전극(도시하지 않음)은 게이트 배선 및 데이터 배선에 각각 연결된다.
소스 및 드레인 전극(162, 164)과 데이터 배선, 그리고 제2 커패시터 전극 상부에는 절연물질로 보호막(166)이 기판(150) 전면에 형성된다. 보호막(166)은 상면이 평탄하며, 드레인 전극(164)을 노출하는 드레인 컨택홀(166a)을 가진다. 여기서, 드레인 컨택홀(166a)은 제2 컨택홀(158b) 바로 위에 형성된 것으로 도시되어 있으나, 제2 컨택홀(158b)과 이격되어 형성될 수도 있다.
보호막(166)은 벤조사이클로부텐이나 포토 아크릴과 같은 유기절연물질로 형성될 수 있다.
보호막(540) 상부에는 비교적 일함수가 높은 도전성 물질로 애노드 전극(168)이 형성된다. 애노드 전극(168)은 각 화소영역마다 형성되고, 드레인 컨택홀(166a)을 통해 드레인 전극(164)과 접촉한다. 일례로, 애노드 전극(168)은 인듐-틴-옥사이드(indium tin oxide: ITO)나 인듐-징크-옥사이드(indium zinc oxide: IZO)와 같은 투명 도전성 물질로 형성될 수 있다.
애노드 전극(168) 상부에는 절연물질로 뱅크층(170)이 형성된다. 뱅크층(170)은 애노드 전극(168)의 가장자리를 덮으며, 애노드 전극(168)을 노출하는 투과홀(170a)을 가진다.
뱅크층(170)의 투과홀(170a)을 통해 노출된 애노드 전극(168) 상부에는 발광층(light-emitting layer)(172)이 형성된다. 발광층(172)은 발광물질층(light-emitting material layer)을 포함한다.
또한, 발광층(172)은 애노드 전극(168)과 발광물질층 사이에 애노드 전극(168) 상부로부터 순차적으로 적층된 정공주입층(hole injecting layer)과 정공수송층(hole transporting layer)을 더 포함할 수 있으며, 발광물질층 상부에 순차적으로 적층된 전자수송층(electron transporting layer)과 전자주입층(electron injecting layer)을 더 포함할 수 있다.
발광층(172) 상부에는 비교적 일함수가 낮은 도전성 물질로 캐소드 전극(174)이 실질적으로 기판(150) 전면에 형성된다. 여기서, 캐소드 전극(174)은 알루미늄(aluminum)이나 마그네슘(magnesium), 은(silver) 또는 이들의 합금으로 형성될 수 있다.
애노드 전극(168)과 발광층(172) 및 캐소드 전극(174)은 유기발광다이오드(De)를 이룬다.
이어, 캐소드 전극(174) 상부에는 인캡슐레이션층(176)이 실질적으로 기판(150) 전면에 형성되고, 인캡슐레이션층(176) 상부에는 대향기판(178)이 배치된다.
인캡슐레이션층(176)은 씰재(sealing material)를 이용한 페이스 씰(face seal)이거나, 무기막/유기막/무기막의 여러 층이 적층된 구조를 가질 수 있다. 이러한 인캡슐레이션층(176)은 외부의 수분이 유기발광다이오드(De)로 침투하는 것을 차단하여 유기발광다이오드(De)의 손상을 방지한다.
여기서, 인캡슐레이션층(176)은 대향기판(178)에 형성될 수 있으며, 인캡슐레이션층(176)을 대향기판(178)에 형성한 후 인캡슐레이션층(176)과 캐소드 전극(174)이 접촉하도록 대향기판(178)과 기판(150)을 합착할 수 있다.
이와 달리, 인캡슐레이션층(176)을 캐소드 전극(174) 상부에 직접 형성한 후, 대향기판(178)을 인캡슐레이션층(176) 상부에 배치하여 대향기판(178)과 기판(150)을 합착할 수도 있다.
또한, 대향기판(178) 상부에는 위상차 필름(180)이 위치하고, 위상차 필름(180) 상부에는 선편광판(194)이 위치한다. 대향기판(178)과 위상차 필름(180) 사이, 그리고 위상차 필름(180)과 편광판(194) 사이에는 점착제가 위치할 수 있다.
위상차 필름(180)은 λ/4의 위상지연을 가져 입사되는 빛의 편광 방향을 변화시키는 사분파장판(quarter wave plate: QWP)일 수 있다. 따라서, 위상차 필름(180)을 통과한 선편광은 원편광으로 바뀌고, 위상차 필름(180)을 통과한 원편광은 선편광으로 바뀐다.
또한, 선편광판(194)은 흡수형 편광판으로, 특정 방향으로 진동하는 빛을 흡수하고, 이에 수직한 방향으로 진동하는 빛을 투과시킬 수 있다. 이때, 선편광판(194)의 투과축은 제1 편광판(도 1의 232)의 투과축과 평행한 것이 바람직하다.
이러한 위상차 필름(180)과 선편광판(194)은 외부 광이 유기발광다이오드 패널에서 반사되어 외부로 출력되는 것을 차단하여, 콘트라스트 비의 저하를 방지할 수 있다.
이와 같이, 표시패널(100)인 유기발광다이오드 패널이 제1 편광판(도 1의 232)의 투과축과 평행한 선편광판(194)을 포함함으로써, 편광도를 높일 수 있다. 이와 달리, 선편광판(194)은 생략될 수도 있으며, 이에 따라, 표시장치의 두께 및 무게를 줄이고, 비용을 절감할 수 있다.
여기서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기발광다이오드 패널은 발광층(172)으로부터 발광된 빛이 캐소드 전극(174)을 통해 외부로 출력되는 상부발광방식(top emission type)일 수 있다. 이때, 애노드 전극(168)은 불투명 도전성 물질로 이루어진 반사층(도시하지 않음)을 더 포함한다. 일례로, 반사층은 알루미늄-팔라듐-구리(aluminum-paladium-copper: APC) 합금으로 형성될 수 있으며, 애노드 전극(168)은 ITO/APC/ITO의 3중층 구조를 가질 수 있다. 또한, 캐소드 전극(174)은 빛이 투과되도록 비교적 얇은 두께를 가지며, 캐소드 전극(174)의 빛 투과도는 약 45-50%일 수 있다.
이와 달리, 유기발광다이오드 패널은 발광층(172)으로부터 발광된 빛이 애노드 전극(168)을 통해 외부로 출력되는 하부발광방식(bottom emission type)일 수 있다. 유기발광다이오드 패널이 하부발광방식일 경우, 기판(150)과 대향기판(178)의 위치는 바뀔 수 있다.
이러한 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치는 전압의 인가 여부에 따라 제1 영역과 제2 영역의 각각을 선택적으로 표시 모드로 사용하거나 거울 모드로 사용할 수 있다.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치의 구현 모드를 나타내는 개략적인 단면도이고, 도 7a 내지 도 7d는 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치의 구현 모드를 나타내는 사진으로, 도 6a 내지 도 6d에 각각 대응한다.
먼저, 도 6a에 도시한 바와 같이, 제1 및 제2 영역(A1, A2)의 스위칭 패널(200)과 표시패널(100)이 오프(OFF) 상태일 때, 즉, 전압이 인가되지 않은 초기 상태일 때, 표시패널(100)은 빛을 방출하지 않으며, 제1 영역(A1)에 대응하는 스위칭 패널(200)의 제1 액정부(222)는 위상지연을 갖고, 제2 영역(A2)에 대응하는 스위칭 패널(200)의 제2 액정부(224)는 위상지연을 가지지 않는다.
이에 따라, 제1 영역(A1)에 있어서, 비편광된 외부 광 중, 제1 방향의 선편광이 제2 편광판(234)을 통과하고, 제1 액정부(222)를 통과하면서 제2 방향의 선편광이 되어 제1 편광판(232)에 도달한다. 제1 편광판(232)에 도달한 제2 방향의 선편광은 제1 편광판(232)의 투과축 방향과 일치하므로 제1 편광판(232)을 통과하며, 표시패널(100)에 도달하여 소멸된다.
한편, 제2 영역(A2)에 있어서, 비편광된 외부 광 중, 제1 방향의 선편광이 제2 편광판(234)을 통과하고, 제2 액정부(224)를 그대로 통과하여 제1 방향의 선편광을 유지한 채로 제1 편광판(232)에 도달한다. 제1 편광판(232)에 도달한 제1 방향의 선편광은 제1 편광판(232)의 반사축 방향과 일치하므로 제1 편광판(232)에서 반사되며, 다시 제2 액정부(224)를 그대로 통과하여 제1 방향의 선편광을 유지한 채로 제2 편광판(234)에 도달한다. 제2 편광판(234)에 도달한 제1 방향의 선편광은 제2 편광판(234)의 투과축 방향과 일치하므로 제2 편광판(234)을 통과하여 외부로 출력된다.
따라서, 도 7a에 도시한 바와 같이, 초기 상태일 때, 표시장치의 제1 영역(A1)은 실질적으로 블랙을 나타내고, 표시장치의 제2 영역(A2)은 거울 기능을 가진다. 이에 따라, 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치는 부분적으로 거울 기능을 가질 수 있다.
다음, 도 6b에 도시한 바와 같이, 제1 및 제2 영역(A1, A2)의 스위칭 패널(200)이 오프(OFF) 상태이고, 표시패널(100)이 온(ON) 상태일 때, 표시패널(100)은 빛을 방출하며, 제1 영역(A1)에 대응하는 스위칭 패널(200)의 제1 액정부(222)는 위상지연을 갖고, 제2 영역(A2)에 대응하는 스위칭 패널(200)의 제2 액정부(224)는 위상지연을 가지지 않는다.
이에 따라, 제1 영역(A1)에 있어서, 표시패널(100)에서 방출된 빛 중, 제2 방향의 선편광이 제1 편광판(232)을 통과하고, 제1 액정부(222)를 통과하면서 제1 방향의 선편광이 되어 제2 편광판(234)에 도달한다. 제2 편광판(234)에 도달한 제1 방향의 선편광은 제2 편광판(234)의 투과축과 일치하므로 제2 편광판(234)을 통과하여 외부로 출력된다. 반면, 외부 광은 도 6a에서와 같이 표시패널(100)에 도달하여 소멸된다. 여기서, 표시패널(100)이 상부에 편광판(도 4와 도 5의 194)을 포함할 경우, 표시패널(100)은 제2 방향의 선편광을 방출한다.
한편, 제2 영역(A2)에 있어서, 표시패널(100)에서 방출된 빛 중, 제2 방향의 선편광이 제1 편광판(232)을 통과하고, 제2 액정부(224)를 그대로 통과하여 제2 방향의 선편광을 유지한 채로 제2 편광판(234)에 도달한다. 제2 편광판(234)에 도달한 제2 방향의 선편광은 제2 편광판(234)의 흡수축 방향과 일치하므로 제2 편광판(234)에서 흡수된다. 따라서, 표시패널(100)에서 방출된 빛은 외부로 출력되지 않는다. 반면, 비편광된 외부 광 중, 제1 방향의 선편광이 제2 편광판(234)을 통과하고, 제2 액정부(224)를 그대로 통과하여 제1 방향의 선편광을 유지한 채로 제1 편광판(232)에 도달한다. 제1 편광판(232)에 도달한 제1 방향의 선편광은 제1 편광판(232)의 반사축 방향과 일치하므로 제1 편광판(232)에서 반사되며, 다시 제2 액정부(224)를 그대로 통과하여 제1 방향의 선편광을 유지한 채로 제2 편광판(234)에 도달한다. 제2 편광판(234)에 도달한 제1 방향의 선편광은 제2 편광판(234)의 투과축 방향과 일치하므로 제2 편광판(234)을 통과하여 외부로 출력된다.
따라서, 도 7b에 도시한 바와 같이, 표시패널(100)이 온 상태이고 제1 및 제2 영역(A1, A2)의 스위칭 패널(200)이 오프 상태일 때, 표시장치의 제1 영역(A1)은 표시패널(100)의 빛을 외부로 출력하고, 표시장치의 제2 영역(A2)은 외부 광을 반사한다. 이에 따라, 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치는 표시 기능과 거울 기능을 동시에 가질 수 있다.
이때, 제1 영역(A1)의 표시패널(100)만 온 상태로 하고, 제2 영역(A1)의 표시패널(100)은 오프 상태로 함으로써 전력의 소비를 줄일 수도 있다.
다음, 도 6c에 도시한 바와 같이, 제1 영역(A1)의 스위칭 패널(200)은 온(ON) 상태이고, 제2 영역(A2)의 스위칭 패널(200)은 오프(OFF) 상태일 때, 제1 영역(A1)에 대응하는 스위칭 패널(200)의 제1 액정부(222) 및 제2 영역(A2)에 대응하는 스위칭 패널(200)의 제2 액정부(224)는 모두 위상지연을 가지지 않는다.
이에 따라, 제1 영역(A1)에 있어서, 비편광된 외부 광 중, 제1 방향의 선편광이 제2 편광판(234)을 통과하고, 제1 액정부(222)를 그대로 통과하여 제1 방향의 선편광을 유지한 채로 제1 편광판(232)에 도달한다. 제1 편광판(232)에 도달한 제1 방향의 선편광은 제1 편광판(232)의 반사축 방향과 일치하므로 제1 편광판(232)에서 반사되며, 다시 제1 액정부(222)를 그대로 통과하여 제1 방향의 선편광을 유지한 채로 제2 편광판(234)에 도달한다. 제2 편광판(234)에 도달한 제1 방향의 선편광은 제2 편광판(234)의 투과축 방향과 일치하므로, 제2 편광판(234)을 통과하여 외부로 출력된다.
한편, 제2 영역(A2)에 있어서, 비편광된 외부 광 중, 제1 방향의 선편광이 제2 편광판(234)을 통과하고, 제2 액정부(224)를 그대로 통과하여 제1 방향의 선편광을 유지한 채로 제1 편광판(232)에 도달한다. 제1 편광판(232)에 도달한 제1 방향의 선편광은 제1 편광판(232)의 반사축 방향과 일치하므로 제1 편광판(232)에서 반사되며, 다시 제2 액정부(224)를 그대로 통과하여 제1 방향의 선편광을 유지한 채로 제2 편광판(234)에 도달한다. 제2 편광판(234)에 도달한 제1 방향의 선편광은 제2 편광판(234)의 투과축 방향과 일치하므로, 제2 편광판(234)을 통과하여 외부로 출력된다.
따라서, 도 7c에 도시한 바와 같이, 제1 영역(A1)의 스위칭 패널(200)은 온 상태이고, 제2 영역(A2)의 스위칭 패널(200)은 오프 상태일 때, 표시장치의 제1 영역(A1) 및 제2 영역(A2)은 모두 외부 광을 반사한다. 이에 따라, 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치는 전면을 거울로 사용할 수 있다.
이때, 표시패널(100)은 오프 상태인 것이 바람직하다.
다음, 도 6d에 도시한 바와 같이, 제1 영역(A1)의 스위칭 패널(200)이 오프(OFF) 상태이고, 제2 영역(A2)의 스위칭 패널(200)이 온(ON) 상태일 때, 제1 영역(A1)에 대응하는 스위칭 패널(200)의 제1 액정부(222) 및 제2 영역(A2)에 대응하는 스위칭 패널(200)의 제2 액정부(224)는 모두 위상지연을 가진다. 이때, 표시패널(100)은 온(ON) 상태이며, 빛을 방출한다.
이에 따라, 제1 영역(A1)에 있어서, 표시패널(100)에서 방출된 빛 중, 제2 방향의 선편광이 제1 편광판(232)을 통과하고, 제1 액정부(222)를 통과하면서 제1 방향의 선편광이 되어 제2 편광판(234)에 도달한다. 제2 편광판(234)에 도달한 제1 방향의 선편광은 제2 편광판(234)의 투과축과 일치하므로 제2 편광판(234)을 통과하여 외부로 출력된다.
한편, 제2 영역(A2)에 있어서, 표시패널(100)에서 방출된 빛 중, 제2 방향의 선편광이 제1 편광판(232)을 통과하고, 제2 액정부(224)를 통과하면서 제1 방향의 선편광이 되어 제2 편광판(234)에 도달한다. 제2 편광판(234)에 도달한 제1 방향의 선편광은 제2 편광판(234)의 투과축과 일치하므로 제2 편광판(234)을 통과하여 외부로 출력된다.
여기서, 표시패널(100)이 상부에 편광판(도 4와 도 5의 194)을 포함할 경우, 표시패널(100)은 제2 방향의 선편광을 방출한다.
반면, 제1 및 제2 영역(A1, A2)에서, 외부 광은 도 6a의 제1 영역(A1)에서와 같이 표시패널(100)에 도달하여 소멸된다.
따라서, 도 7d에 도시한 바와 같이, 표시패널(100)이 온 상태이고, 제1 영역(A1)의 스위칭 패널(200)이 오프 상태이며 제2 영역(A2)의 스위칭 패널(200)이 온 상태일 때, 표시장치의 제1 및 제2 영역(A1, A2)은 모두 표시패널(100)의 빛을 외부로 출력한다. 이에 따라, 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치는 전면을 영상 표시에 사용할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치는 일부만 거울 기능을 가질 수 있고, 동시에 표시 기능 및 거울 기능을 가질 수도 있으며, 전면을 거울로 사용하거나 전면을 영상 표시에 사용할 수도 있다. 따라서, 표시장치의 활용도를 높일 수 있다.
-제2 실시예-
본 발명의 제2 실시예에 따른 표시장치의 스위칭 패널은 제1 실시예의 스위칭 패널과 다른 모드를 가지며, 이러한 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시장치에 대해 도면을 참조하여 설명한다.
도 8a와 도 8b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시장치의 제1 영역에서 스위칭 패널을 개략적으로 도시한 단면도로, 도 8a는 전압이 인가되지 않은 오프 상태의 제1 영역의 스위칭 패널을 도시하고, 도 8b는 전압이 인가된 온 상태의 제1 영역의 스위칭 패널을 도시한다. 또한, 도 9a와 도 9b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시장치의 제2 영역에서 스위칭 패널을 개략적으로 도시한 단면도로, 도 9a는 전압이 인가되지 않은 오프 상태의 제2 영역의 스위칭 패널을 도시하고, 도 9b는 전압이 인가된 온 상태의 제2 영역의 스위칭 패널을 도시한다.
여기서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시장치는 스위칭 패널의 모드를 제외하고 제1 실시예와 동일하며, 동일한 부분에는 동일한 부호를 부여하고 이에 대한 설명은 생략하거나 간략히 한다.
먼저, 도 8a와 도 8b에 도시한 바와 같이, 제1 영역(A1)의 스위칭 패널(200)은 제1 기판(212)과 제2 기판(214) 사이에 제1 액정부(222a)를 포함한다.
한편, 제1 기판(212)의 내면에는 제1 전극(242a)이 형성되고, 제1 전극(242a) 상부에는 제1 배향막(252a)이 형성된다. 또한, 제2 기판(214)의 내면에는 제2 전극(244a)이 형성되고, 제2 전극(244a) 하부에는 제2 배향막(254a)이 형성된다.
제1 및 제2 전극(242a, 244a)은 투명 도전성 물질로 이루어지며, 일례로, 인듐-틴-옥사이드(indium tin oxide: ITO)나 인듐-징크-옥사이드(indium zinc oxide: IZO)로 이루어질 수 있다.
제1 및 제2 배향막(252a, 254a)은 폴리이미드(polyimide)계 고분자 화합물을 포함할 수 있으며, 이에 제한되지 않는다. 제1 및 제2 배향막(252a, 254a)의 표면은 편광 자외선을 이용한 광배향법에 의해 일정한 방향성을 가질 수 있다.
제1 액정부(222a)의 액정분자는 제1 및 제2 배향막(252a, 254a)의 배향 방향을 따라 초기 배열되며, 제1 및 제2 전극(242a, 244a) 사이에 생성되는 전기장에 따라 배열 방향이 달라진다.
즉, 도 8a에 도시한 바와 같이, 제1 및 제2 전극(242a, 244a)에 전압이 인가되지 않았을 때, 제1 액정부(222a)의 액정분자는 장축이 제1 및 제2 기판(212, 214)에 평행하게 배열될 수 있다.
이때, 제1 액정부(222a)는 λ/2의 위상지연을 가지며, 제1 액정부(222a)를 통과하는 빛의 편광 방향을 바꾼다. 이에 따라, 전압이 인가되지 않았을 때, 제1 영역(A1)의 스위칭 패널(200)은 빛을 투과시킨다.
즉, 제2 편광판(234)을 통과한 제1 방향의 선편광이 제1 액정부(222a)를 통과하면서 제2 방향의 선편광이 되어 제2 방향의 투과축을 갖는 제1 편광판(232)을 통과하거나, 제1 편광판(232)을 통과한 제2 방향의 선편광이 제1 액정부(222a)를 통과하면서 제1 방향의 선편광이 되어 제1 방향의 투과축을 갖는 제2 편광판(234)을 통과한다.
반면, 도 8b에 도시한 바와 같이, 제1 및 제2 전극(242a, 244a)에 전압이 인가되었을 때, 제1 액정부(222a)의 액정분자는 제1 및 제2 전극(242a, 244a) 사이의 전기장에 의해 장축이 제1 및 제2 기판(212, 214)에 수직하게 배열된다. 여기서, 제1 액정부(222a)의 액정분자는 양의 유전율 이방성을 가져 전기장의 방향과 평행하게 장축이 배열될 수 있다.
이때, 제1 액정부(222a)는 위상지연을 가지지 않으며, 빛을 그대로 통과시킨다. 이에 따라, 전압이 인가되었을 때, 제1 영역(A1)의 스위칭 패널(200)은 빛을 반사시킨다.
즉, 제2 편광판(234)을 통과한 제1 방향의 선편광이 제1 액정부(222a)를 그대로 통과하여 제1 편광판(232)에 도달하는데, 제1 방향의 선편광은 제1 편광판(232)의 반사축과 일치하므로 제1 편광판(232)에서 반사되고, 이어 다시 제1 액정부(222a)를 그대로 통과하여 제2 편광판(234)에 도달하며, 제1 방향의 선편광은 제2 편광판(234)의 투과축 방향과 일치하므로 제2 편광판(234)을 통과하여 외부로 출력된다.
이와 같이, 제1 영역(A1)의 스위칭 패널(200)은 OCB(optically compensated birefringence) 모드 또는 ECB(Electrically Controlled Birefringence) 모드이며, 전압이 인가되지 않았을 때 빛을 투과시키고, 전압이 인가되었을 때 빛을 반사시킨다.
다음, 도 9a와 도 9b에 도시한 바와 같이, 제2 영역(A2)의 스위칭 패널(200)은 제1 기판(212)과 제2 기판(214) 사이에 제2 액정부(224a)를 포함한다.
한편, 제1 기판(212)의 내면에는 제3 전극(262a)이 형성되고, 제3 전극(262a) 상부에는 제3 배향막(272a)이 형성된다. 또한, 제2 기판(214)의 내면에는 제4 전극(264a)이 형성되고, 제4 전극(264a) 상부에는 제4 배향막(274a)이 형성된다.
제3 및 제4 전극(262a, 264a)은 투명 도전성 물질로 이루어지며, 일례로, 인듐-틴-옥사이드(indium tin oxide: ITO)나 인듐-징크-옥사이드(indium zinc oxide: IZO)로 이루어질 수 있다.
제3 및 제4 배향막(272a, 274a)은 폴리이미드(polyimide)계 고분자 화합물을 포함할 수 있으며, 이에 제한되지 않는다. 제3 및 제4 배향막(272a, 274a)의 표면은 편광 자외선을 이용한 광배향법에 의해 일정한 방향성을 가질 수 있다. 이때, 제3 및 제4 배향막(272a, 274a)은 제1 및 제2 기판(212, 214)에 수직한 배향 방향을 갖는 수직 배향막일 수 있다.
제2 액정부(224a)의 액정분자는 제3 및 제4 배향막(272a, 274a)의 배향 방향을 따라 초기 배열되며, 제3 및 제4 전극(262a, 264a) 사이에 생성되는 전기장에 따라 배열 방향이 달라진다.
즉, 도 9a에 도시한 바와 같이, 제3 및 제4 전극(262a, 264a)에 전압이 인가되지 않았을 때, 제2 액정부(224a)의 액정분자는 장축이 제1 및 제2 기판(212, 214)에 수직하게 배열된다.
이때, 제2 액정부(224a)는 위상지연을 가지지 않으며, 빛을 그대로 통과시킨다. 이에 따라, 전압이 인가되지 않았을 때, 제2 영역(A2)의 스위칭 패널(200)은 빛을 반사시킨다.
즉, 제2 편광판(234)을 통과한 제1 방향의 선편광이 제2 액정부(224a)를 그대로 통과하여 제1 편광판(232)에 도달하는데, 제1 방향의 선편광은 제1 편광판(232)의 반사축과 일치하므로 제1 편광판(232)에서 반사되고, 이어 다시 제2 액정부(224a)를 그대로 통과하여 제2 편광판(234)에 도달하며, 제2 편광판(234)에 도달한 제1 방향의 선편광은 제2 편광판(234)의 투과축 방향과 일치하므로 제2 편광판(234)을 통과하여 외부로 출력된다.
반면, 도 9b에 도시한 바와 같이, 제3 및 제4 전극(262a, 264a)에 전압이 인가되었을 때, 제2 액정부(224a)의 액정분자는 제3 및 제4 전극(262a, 264a) 사이의 전기장에 의해 제1 및 제2 기판(212, 214)에 수평하게 배열된다. 여기서, 제2 액정부(224a)의 액정분자는 음의 유전율 이방성을 가져 전기장의 방향과 수직하게 장축이 배열될 수 있다.
이때, 제2 액정부(224a)는 λ/2의 위상지연을 가지며, 제2 액정부(224a)를 통과하는 빛의 편광 방향을 바꾼다. 이에 따라, 전압이 인가되었을 때, 제2 영역(A2)의 스위칭 패널(200)은 빛을 투과시킨다.
즉, 제2 편광판(234)을 통과한 제1 방향의 선편광이 제2 액정부(224a)를 통과하면서 제2 방향의 선편광이 되어 제2 방향의 투과축을 갖는 제1 편광판(232)을 통과하거나, 제1 편광판(232)을 통과한 제2 방향의 선편광이 제2 액정부(224a)를 통과하면서 제1 방향의 선편광이 되어 제1 방향의 투과축을 갖는 제2 편광판(234)을 통과한다.
이와 같이, 제2 영역(A2)의 스위칭 패널(200)은 VA(vertical alignment) 모드이며, 전압이 인가되지 않았을 때 빛을 반사시키고, 전압이 인가되었을 때 빛을 투과시킨다.
이러한 스위칭 패널(200)을 포함하는 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시장치는 전압의 인가 여부에 따라 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)의 각각을 선택적으로 표시 모드로 사용하거나 거울 모드로 사용할 수 있다. 이때, 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시장치는 제1 실시예와 마찬가지로 도 6a 내지 도 6d와 도 7a 내지 도 7d에 도시된 것과 동일한 구현 모드를 가진다.
따라서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시장치는 일부만 거울 기능을 가질 수 있고, 동시에 표시 기능 및 거울 기능을 가질 수도 있으며, 전면을 거울로 사용하거나 전면을 영상 표시에 사용할 수도 있다. 이에 따라, 표시장치의 활용도를 높일 수 있다.
제3 실시예
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 10에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 표시장치는 표시패널(100)과 표시패널(100) 상부의 스위칭 패널(300)을 포함하며, 표시패널(100)과 스위칭 패널(300)의 각각에는 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)이 정의된다.
이때, 전압이 인가되지 않은 상태에서, 제1 영역(A1)은 외부 광을 반사하는 노멀리 미러(normally mirror) 영역이고, 제2 영역(A2)은 블랙을 나타내는 노멀리 다크(normally dark) 영역일 수 있다.
표시패널(100)은 다수의 화소를 포함하며, 영상을 표시한다. 표시패널(100)은 도 4의 구조를 갖는 액정패널이거나 도 5의 구조를 갖는 유기발광다이오드 패널일 수 있다.
스위칭 패널(300)은 제1 기판(312)과, 제2 기판(314), 제1 액정층(320), 제1 편광판(332), 그리고 제2 편광판(334)을 포함한다.
제1 및 제2 기판(312, 314)의 각각은 투명한 절연 물질로 이루어지며, 일례로, 유리나 플라스틱으로 이루어질 수 있다. 제1 및 제2 기판(312, 314)은 유연성을 가져 구부러질 수 있다.
제1 및 제2 기판(312, 314) 사이에는 제1 액정층(320)이 위치한다. 제1 액정층(320)은 제1 영역(A1)에 대응하는 제1 액정부(322)와 제2 영역(A2)에 대응하는 제2 액정부(324)를 포함한다. 제1 액정부(322)의 액정분자는 제2 액정부(324)의 액정분자와 다른 배열 모드를 가지며, 전압의 인가 여부에 따라 다른 위상지연을 가진다.
이때, 제1 및 제2 액정부(322, 324)의 액정분자를 구동하기 위한 전극(도시하지 않음)이 제1 기판(312)과 제2 기판(314) 중 적어도 하나의 내면에 형성된다. 또한, 제1 및 제2 기판(312, 314)의 내면에는 제1 및 제2 액정부(322, 324)의 액정분자의 초기 배열을 결정하기 위한 배향막(도시하지 않음)이 각각 형성된다.
여기서, 제1 영역(A1)의 스위칭 패널(300)은 도 2a와 도 2b의 TN(twisted nematic) 모드이거나, 도 8a와 도 8b의 OCB(optically compensated birefringence) 모드 또는 ECB(Electrically Controlled Birefringence) 모드일 수 있으며, 제2 영역(A2)의 스위칭 패널(300)은 도 3a와 도 3b의 IPS(in-plane switching) 모드 또는 FFS(fringe field switching) 모드이거나, 도 9a와 도 9b의 VA(vertical alignment) 모드일 수 있다.
따라서, 전압이 인가되지 않았을 때, 제1 액정부(322)는 위상지연을 가져 통과하는 빛의 편광 방향을 바꾸고, 제2 액정부(324)는 위상지연을 갖지 않아 빛을 그대로 통과시킬 수 있다. 반면, 전압이 인가되었을 때, 제1 액정부(322)는 위상지연을 갖지 않아 빛을 그대로 통과시키고, 제2 액정부(324)는 위상지연을 가져 통과하는 빛의 편광 방향을 바꿀 수 있다. 여기서, 제1 액정부(322)와 제2 액정부(324)는 λ/2의 위상지연을 가질 수 있다.
한편, 제1 기판(312)의 외면에는 제1 편광판(332)이 위치하고, 제2 기판(314)의 외면에는 제2 편광판(334)이 위치한다. 제1 편광판(332)은 제1 방향의 반사축과 이에 수직한 제2 방향의 투과축을 가져, 제1 방향으로 진동하는 빛은 반사하고 제2 방향으로 진동하는 빛은 투과시키는 반사형 편광판일 수 있다. 반면, 제2 편광판(334)은 제1 방향의 흡수축과 제2 방향의 투과을 가져, 제1 방향으로 진동하는 빛은 흡수하고 제2 방향으로 진동하는 빛은 투과하는 흡수형 편광판일 수 있다. 여기서, 제1 편광판(332)의 투과축과 제2 편광판(334)의 투과축은 평행하게 배치된다.
제1 편광판(332)은 제1 기판(312)의 외면에 부착되고, 제2 편광판(334)은 제2 기판(314)에 부착되며, 제1 편광판(232)과 제1 기판(212) 사이, 그리고 제2 편광판(234)과 제2 기판(214) 사이에는 접착제 또는 점착제가 위치할 수 있다.
이러한 본 발명의 제3 실시예에 따른 표시장치에서, 제1 및 제2 영역(A1, A2)의 스위칭 패널(300)과 표시패널(100)이 오프(OFF) 상태일 때, 즉, 전압이 인가되지 않은 초기 상태일 때, 표시패널(100)은 빛을 방출하지 않으며, 제1 영역(A1)에 대응하는 스위칭 패널(300)의 제1 액정부(322)는 위상지연을 갖고, 제2 영역(A2)에 대응하는 스위칭 패널(200)의 제2 액정부(224)는 위상지연을 가지지 않는다.
이에 따라, 제1 영역(A1)에 있어서, 비편광된 외부 광 중, 제2 방향의 선편광이 제2 편광판(334)을 통과하고, 제1 액정부(322)를 통과하면서 제1 방향의 선편광이 되어 제1 편광판(332)에 도달한다. 제1 편광판(332)에 도달한 제1 방향의 선편광은 제1 편광판(332)의 반사축 방향과 일치하므로 제1 편광판(332)에서 반사되며, 다시 제1 액정부(324)를 통과하면서 제2 방향의 선편광이 되어 제2 편광판(334)에 도달한다. 제2 편광판(334)에 도달한 제2 방향의 선편광은 제2 편광판(334)의 투과축 방향과 일치하므로 제2 편광판(334)을 통과하여 외부로 출력된다.
한편, 제2 영역(A2)에 있어서, 비편광된 외부 광 중, 제2 방향의 선편광이 제2 편광판(334)을 통과하고, 제2 액정부(324)를 그대로 통과하여 제2 방향의 선편광을 유지한 채로 제1 편광판(332)에 도달한다. 제1 편광판(332)에 도달한 제2 방향의 선편광은 제1 편광판(332)의 투과축 방향과 일치하므로 제1 편광판(332)을 통과하며, 표시패널(100)에 도달하여 소멸된다.
따라서, 초기 상태일 때, 본 발명의 제3 실시예에 따른 표시장치의 제1 영역(A1)은 실질적으로 블랙을 나타내고, 제2 영역(A2)은 거울 기능을 가진다.
이러한 본 발명의 제3 실시예에 따른 표시장치는 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)의 스위칭 패널(300)을 선택적으로 온 또는 오프시켜, 일부만 거울 기능을 가질 수 있고, 동시에 표시 기능 및 거울 기능을 가질 수도 있으며, 전면을 거울로 사용하거나 전면을 영상 표시에 사용할 수도 있다. 따라서, 표시장치의 활용도를 높일 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 통상의 기술자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 표시패널 200, 300: 스위칭 패널
212, 312: 제1 기판 214, 314: 제2 기판
220, 320: 제1 액정층 222, 222a, 322: 제1 액정부
224, 224a, 324: 제2 액정부 232, 332: 제1 편광판
234: 334: 제2 편광판 242, 242a: 제1 전극
244, 244a: 제2 전극 252, 252a: 제1 배향막
254, 254a: 제2 배향막 262, 262a: 제3 전극
264, 264a: 제4 전극 272, 272a: 제3 배향막
274, 274a: 제4 배향막

Claims (10)

  1. 영상을 표시하는 표시패널과;
    상기 표시패널 상부에 순차적으로 위치하는 제1 편광판과 제1 액정층 그리고 제2 편광판을 포함하는 스위칭 패널
    을 포함하며,
    상기 제1 편광판은 투과축과 반사축을 갖고, 상기 제2 편광판은 투과축과 흡수축을 가지며,
    상기 제1 액정층은 제1 영역에 대응하는 제1 액정부와 제2 영역에 대응하는 제2 액정부를 포함하고,
    전압이 인가되지 않았을 때, 상기 제1 액정부는 위상지연을 갖고, 상기 제2 액정부는 위상지연을 갖지 않으며, 전압이 인가되었을 때, 상기 제1 액정부는 위상지연을 갖지 않고, 상기 제2 액정부는 위상지연을 갖는 표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 편광판의 투과축과 상기 제2 편광판의 투과축은 수직인 표시장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 편광판의 투과축과 상기 제2 편광판의 투과축은 평행한 표시장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 스위칭 패널은 상기 제1 영역에 대응하여 제1 및 제2 전극을 더 포함하고, 상기 제2 영역에 대응하여 제3 및 제4 전극을 더 포함하는 표시장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 영역의 스위칭 패널은 TN(twisted nematic) 모드, OCB(optically compensated birefringence) 모드, 또는 ECB(Electrically Controlled Birefringence) 모드인 표시장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2 영역의 스위칭 패널은 IPS(in-plane switching) 모드, FFS(fringe field switching) 모드, 또는 VA(vertical alignment) 모드인 표시장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 표시패널은, 제1 기판과, 제2 기판, 그리고 상기 제1 및 제2 기판 사이의 제2 액정층을 포함하며,
    상기 표시패널은 상기 제1 기판 하부에 상기 제1 편광판의 투과축과 수직한 투과축을 갖는 제3 편광판을 더 포함하는 표시장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 표시패널은, 상기 제2 기판 상부에 상기 제1 편광판의 투과축과 평행한 투과축을 갖는 제4 편광판을 더 포함하는 표시장치.
  9. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 표시패널은 애노드 전극과 발광층 그리고 캐소드 전극으로 이루어진 유기발광다이오드를 포함하는 표시장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 표시패널은 상기 유기발광다이오드 상부에 위상차 필름과 선편광판을 더 포함하며,
    상기 선편광판의 투과축은 상기 제1 편광판의 투과축과 평행한 표시장치.
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