KR20100121099A - 투명 표시 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 투명 표시 장치에 대한 것으로서, 이 장치는 하부 투명 기판 상에 형성되어 있는 구동 트랜지스터, 상기 구동 트랜지스터와 연결되어 있는 투명 유기발광다이오드, 투명 유기발광다이오드 상에 형성되어 소자를 봉지하는 상부 투명 기판, 그리고 상기 하부 투명 기판의 하부 또는 상기 상부 투명 기판의 상부에 형성되며, 투과도가 조절되는 스마트 유리를 포함한다. 따라서, 투과도 조절이 가능한 스마트 창을 투명 표시 장치의 일 영역에 부착함으로써, 투명 표시 장치의 사용 목적에 따라 혹은 사용하는 환경에 따라 투과도의 조절이 가능하게 된다.

투명 표시 장치, 투명 OLED, 투과도

Description

투명 표시 장치{THE TRANSPARENT DISPLAY DEVICE}

본 발명은 투명 표시 장치에 관한 것이다. 특히 본 발명은 투과도를 조절할 수 있는 투명 표시 장치에 관한 것이다.

본 발명은 지식경제부의 IT원천기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2006-S-079-03, 과제명: 투명전자 소자를 이용한 스마트 창].

차세대 표시 장치의 하나로 투명 표시 장치의 개발이 집중적으로 이루어지고 있다.

투명 표시 장치는 광고, 스마트 창 등 다양한 응용성을 갖고 있다.

표시 장치의 투과도를 유지하면서 동영상 구현이 가능한 고품위 표시 장치를 위해서는 투명 트랜지스터와 투명 OLED로 구성되는 투명 AM-OLED 표시 장치로만 구현이 가능하다.

투명 트랜지스터는 산화물을 기반으로 하는 절연체, 반도체, 도체로 구성되어 광학적이 투과도가 높으면서도 TFT의 성능이 우수하여 투명 AM-OLED 표시 장치뿐만 아니라 TFT-LCD에 적용하여 개구율을 높일 수 있는 장점이 있다.

한편, 투명 AM-OLED 표시 장치의 투과도와 개구율을 높이기 위하여 TFT와 OLED가 나란하게 배열되어 있던 기존의 픽셀구조와는 달리, 투명 TFT의 상부에 OLED를 배열하는 구조도 개발되고 있다.

또한, AM-OLED 표시 장치의 배선을 투명한 전극으로 사용하여 한 방향으로 정보를 표시할 수 있는 반투명 표시 장치가 이미 개발된 바 있다.

이러한 투명 표시 장치는 기존의 정보단말기기의 부가가치를 높이거나, 새로운 응용분야를 만들 수 있을 것으로 예상된다.

그러나 목적에 따라 투과도의 조절이 요구되거나, 특정 방향으로만 정보를 표시하고자 할 때에 앞서 공지된 기술로는 조절이 용이하지 않은 문제점이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 본 발명에서는 투명한 특성을 유지하면서 투과도의 조절이 가능하며 목적에 따라 한 방향에서만 정보의 표시가 가능한 투명 표시 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 투명 표시 장치는 하부 투명 기판 상에 형성되어 있는 구동 트랜지스터, 상기 구동 트랜지스터와 연결되어 있는 투명 유기발광다이오드, 상기 투명 유기발광다이오드 상에 형성되어 소자를 봉지하는 상부 투명 기판, 그리고 상기 하부 투명 기판의 하부 또는 상기 상부 투명 기판의 상부에 형성되며, 투과도가 조절되는 스마트 유리를 포함한다.

상기 스마트 유리는 제1 유리 및 제2 유리, 그리고 상기 제1 유리 및 제2 유리 사이에 주입되어 있으며, 전압에 따라 배열이 변화하는 액정을 포함할 수 있다.

상기 스마트 유리는 제1 유리 및 제2 유리, 그리고 상기 제1 유리 및 제2 유리 사이에 주입되어 있으며, 전압에 따라 색이 변화하는 전색성 물질을 포함할 수 있다.

상기 스마트 유리는 제1 유리와 제2 유리 사이에 주입되어 있으며, 빛을 흡수하는 미세 입자를 포함하는 SPD 유리일 수 있다.

상기 스마트 유리는 금속-절연체 전이형 유리일 수 있다.

상기 구동 트랜지스터는 산화물 반도체를 채널층으로 사용할 수 있다.

상기 투명 하부 기판 또는 투명 상부 기판이 상기 스마트 유리와 일체로 형성될 수 있다.

상기 투명 하부 기판의 하부 및 투명 상부 기판의 상부에 상기 스마트 유리가 형성될 수 있다.

상기 스마트 유리 위에 외부의 변화를 감지하는 센서를 더 포함하며, 상기 센서의 감지신호에 따라 상기 스마트 유리의 투과도가 조절될 수 있다.

상기 센서는 광센서, 적외선 센서, RF센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면 투명 표시 장치를 사용함에 있어서 투과도 조절이 가능한 스마트 창을 투명 표시 장치의 일 영역에 부착함으로써, 투명 표시 장치의 사용 목 적에 따라 혹은 사용하는 환경에 따라 투과도의 조절이 가능하게 된다.

또한, 투과도 조절이 가능한 스마트 창의 투과도를 조절하여 불투명한 유리가 되도록 하면 목적에 따라 양면에서 정보를 볼 수 있는 투명 표시 장치와 일면에서만 정보를 볼 수 있는 단면 표시 장치로 활용할 수 있다.

그리고, 투명 표시 장치의 일 영역에 형성된 센서의 의하여 외내부의 광량 및 사물, 사람의 변화에 따라 목적에 맞게 투과도를 조절하거나 정보표시 방향을 조절할 수 있다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이하에서는 도 1내지 도 5c를 참고하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 투명 표시 장치를 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 투명 표시 장치의 개략적인 단면도이 다.

도 1을 참고하면, 투명 표시 장치는 복수의 구동 트랜지스터(TRd)가 형성되어 있는 투명 하부 기판(100), 구동 트랜지스터(TRd)와 연결되어 빛을 발광하는 투명 유기 발광 다이오드(EL)로 구성되는 표시부(200), 그리고 표시부(200) 위에 투명 봉지재로 봉지하여 이루어지는 투명 상부 기판(300)을 포함한다.

이때, 표시부(200)는 구동 트랜지스터(TRd)와 유기 발광 다이오드(EL)가 동일한 평면에 형성될 수도 있으나, 도 1과 같이 구동 트랜지스터(TRd)의 상부에 구동 트랜지스터(TRd)를 덮으며 유기 발광 다이오드(EL)가 넓게 형성될 수도 있다.

본 발명의 투명 표시 장치는 투명 하부 기판(100)의 하부 및 투명 상부 기판(300)의 상부에 투과도를 조절할 수 있는 스마트 유리(400, 450)를 부착함으로써 표시되는 정보의 투과도를 조절하거나 상부 또는 하부로만 정보가 표시되도록 조절할 수 있다.

한편, 투명 하부 기판(100)의 하부 및 투명 상부 기판(300)의 상부 중 어느 한 쪽에만 선택적으로 투과도를 조절할 수 있는 스마트 유리(400, 450)를 부착할 수도 있다.

도 2a 내지 도 5c는 도 1의 스마트 유리의 예를 설명한 것이다.

먼저, 도 2a 및 도 2b를 참고하면, 도 1의 스마트 유리(400, 450)는 투명한 두 장의 유리(410) 사이에 액정(420)을 주입하여 형성된다.

도 2a 와 같이 스마트 유리(400, 450)가 오프 상태일 때에는 액정(420)이 빛의 투과 방향과 어긋나게 배열되어 있어 반투명 혹은 불투명 상태를 유지한다. 이 때, 도 2b와 같이 전기가 흘러 온 상태가 되면, 액정(420)의 배열이 빛의 방향과 일치함으로써 투명 상태로 변화한다.

스마트 유리(400, 450)는 도 3a 및 3b와 같이, 두 장의 유리(430) 사이에 산화/환원으로 투과도가 조절되는 전색성 소재(440)를 포함하는 전색성 유리로 이루어질 수 있다.

이러한 스마트 유리(400, 450)는 도 3a와 같이 오프 상태일 때에는 투명한 상태를 유지하고, 전기가 인가되어 온 상태가 되면, 도 3 b와 같이 전색성 소재(440)가 불투명한 상태로 바뀌어 인가되는 전기량에 따라 투과도 조절이 가능해진다.

이와 달리, 오프 상태에서 불투명한 상태를 유지하고, 온 상태에서 투명 상태로 바뀌도록 설정할 수도 있다.

또한, 도 4a 및 4b와 같이, 스마트 유리(400, 450)를 두 장의 유리(460) 사이에 빛을 흡수하는 미세 입자(470)를 포함하여 인가되는 전기량에 의하여 투과도가 조절되는 SPD(Suspended-particle-device) 유리로 형성할 수 있다.

SPD 유리는 도 4a와 같이 전기를 통하지 않을 때는 불투명한 상태를 유지하고, 도 4b와 같이 전기가 인가되면 투명한 특성을 나타낸다.

또는 이와 반대로 전기를 통하지 않을 때는 투명한 상태를 유지하다가 전기를 인가하면 불투명한 특성을 갖도록 설정함으로써, 인가 전기에 따라 투과도를 조절할 수 있다.

한편, 도 5a 내지 도 5c와 같이 스마트 유리(400, 450)를 가해주는 전압 또 는 전류에 따라서 금속-절연체 전이가 일어나는 소자를 포함하는 유리로 형성할 수 잇다.

금속-절연체 전이를 이용한 스마트 유리(400, 450)는 두 장의 투명한 투명전극(520, 540)을 포함하는 유리(510, 550) 사이에 수소 등과 반응하면 투명해지는 Gd-Mg 또는 Mg-Ni 등의 금속박막과 수소를 공급해 줄 수 있는 전해질과 수소저장층(530)으로 이루어진다. 이러한 스마트 유리(400, 450)는 도 5a 내지 도 5c와 같이 투명전극(520, 540)에 가해지는 전압의 극성 및 크기에 따라서 반사층, 흡수층, 투명층으로 동작하게 된다.

즉, 가해주는 전압의 크기 또는 극성에 따라서 금속박막(530)은 반사상태, 흡수상태, 투명상태로 변화하게 되어, 투과도 뿐만 아니라 반사율도 조절할 수 있게 된다.

이와 같이, 본 발명에 따른 투명 표시 장치는 투명 상부 또는 하부 기판의 바깥 쪽으로 도 2a 내지 도 5c와 같은 스마트 유리(400, 450)를 부착함으로써 투과도를 조절할 수 있다.

이하에서는 도 6 및 도 7을 참고하여 본 발명의 제2 및 제3 실시예에 따른 투명 표시 장치를 설명한다.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 투명 표시 장치의 개략적인 단면도이고, 도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 투명 표시 장치의 개략적인 단면도이다.

먼저, 도 6을 참고하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 투명 표시 장치는 도 1과 같이 구동 트랜지스터(TRd)가 형성되어 있는 투명 하부 기판(650) 위에 표시 부(200)인 유기 발광 다이오드(EL)가 형성되어 있으며, 투명 상부 기판(600)이 봉지하고 있다.

이때, 투명 상부 기판 및/또는 투명 하부 기판(600, 650)을 스마트 유리로 사용함으로써 투명 표시 장치의 투과도 조절이 가능해진다. 이러한 스마트 유리는 도 2a 내지 도 5c에서 설명한 소자 중 하나일 수 잇다.

이와 같이 투명 기판(600, 650)과 스마트 유리를 하나의 유리 구조로 사용함으로써 제조 공정을 단순화하면서도 유사한 효과를 얻을 수 있다.

다음으로 도 7과 같이, 도 6의 투명 표시 장치의 일 영역에 광량을 측정할 수 있는 광센서나 피조광물의 유무와 움직임을 센싱할 수 있는 적외선 센서 내지 RF 센서 등의 센서(700)를 부착할 수 있다.

이와 같이 센서(700)가 부착되어 있는 투명 표시 장치는 외부 또는 내부의 광량이나 사람 혹은 사물의 변화를 센싱하며, 센서(700)의 제어 신호에 따라 스마트 유리의 투과도를 조절하는 전기량을 제어함으로써 투과도를 조절할 수 있다.

도 7의 센서가 포함된 투명 표시 장치는 도 6뿐만 아니라 도 1의 스마트 유리 위에도 형성될 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 투명 표시 장치의 개략적인 단면도이다.

도 2a 내지 도 5c는 도 1의 스마트 유리의 예를 설명한 것이다.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 투명 표시 장치의 개략적인 단면도이다.

도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 투명 표시 장치의 개략적인 단면도이다.

Claims (10)

1. 하부 투명 기판 상에 형성되어 있는 구동 트랜지스터,

   상기 구동 트랜지스터와 연결되어 있는 투명 유기발광다이오드,

   상기 투명 유기발광다이오드 상에 형성되어 소자를 봉지하는 상부 투명 기판, 그리고

   상기 하부 투명 기판의 하부 또는 상기 상부 투명 기판의 상부에 형성되며, 투과도가 조절되는 스마트 유리

   를 포함하는

   투명 표시 장치.
2. 제1항에 있어서

   상기 스마트 유리는

   제1 유리 및 제2 유리, 그리고

   상기 제1 유리 및 제2 유리 사이에 주입되어 있으며, 전압에 따라 배열이 변화하는 액정

   을 포함하는

   투명 표시 장치.
3. 제1항에 있어서

   상기 스마트 유리는

   제1 유리 및 제2 유리, 그리고

   상기 제1 유리 및 제2 유리 사이에 주입되어 있으며, 전압에 따라 색이 변화하는 전색성 물질

   을 포함하는

   투명 표시 장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 스마트 유리는

   제1 유리와 제2 유리 사이에 주입되어 있으며, 빛을 흡수하는 미세 입자

   를 포함하는 SPD 유리인

   투명 표시 장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 스마트 유리는

   금속-절연체 전이형 유리인

   투명 표시 장치.
6. 제1항에 있어서

   상기 구동 트랜지스터는

   산화물 반도체를 채널층으로 사용하는

   투명 표시 장치.
7. 제1항에 있어서,

   상기 투명 하부 기판 또는 투명 상부 기판이 상기 스마트 유리와 일체로 형성되어 있는

   투명 표시 장치.
8. 제1항에 있어서,

   상기 투명 하부 기판의 하부 및 투명 상부 기판의 상부에 상기 스마트 유리가 형성되어 있는

   투명 표시 장치.
9. 제1항에 있어서,

   상기 스마트 유리 위에 외부의 변화를 감지하는 센서를 더 포함하며,

   상기 센서의 감지신호에 따라 상기 스마트 유리의 투과도가 조절되는

   투명 표시 장치.
10. 제9항에 있어서

    상기 센서는

    광센서, 적외선 센서, RF센서 중 적어도 하나를 포함하는

    투명 표시 장치.

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