KR20170031273A - 투명 디스플레이 장치 및 작동 방법 - Google Patents

투명 디스플레이 장치 및 작동 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 투과도, 반사도, ACR(Ambient Contrast Ratio), 휘도 등이 매우 우수한 투명 디스플레이 장치를 제공하기 위해 투과 모드, 반사 모드 및 차광 모드 중 하나의 광학 모드로 선택적으로 가변 되는 가변 차광 패널을 디스플레이 패널의 일면에 배치한다. 또한 디스플레이 패널의 구동 여부에 따라 가변 차광 패널의 광학 모드를 조절하여 투명 모드, 미러 모드 및 디스플레이 모드 중 하나의 모드로 선택적으로 작동시키는 투명 디스플레이 장치 및 작동 방법을 제공한다.

Description

투명 디스플레이 장치 및 작동 방법{TRANSPARENT DISPLAY DEVICE AND OPERATION METHOD OF TRANSPARENT DISPLAY DEVICE}
본 발명은 투명 디스플레이 장치에 관한 것으로, 투명 모드, 미러 모드 및 디스플레이 모드와 같이 여러 모드가 구현 가능한 투명 디스플레이 장치에 관한 것이다.
최근 별도의 광원이 필요하지 않아 경량화 및 박형화가 가능하며 밝기, 명암비 등이 우수한 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이 장치에 대한 수요가 증가하고 있다.
그 중에서도 특히 투명 디스플레이에 대한 관심이 증대되고 있다. 투명 디스플레이는 디스플레이의 전면과 후면으로 광이 투과되어 사용자가 디스플레이 반대편의 사물을 확인할 수 있으며, 화상도 표시할 수 있는 장점이 있다.
도1a 및 도1b는 종래에 유기 발광 다이오드(OLED)를 포함하는 투명 디스플레이 장치에 관한 것으로 하나의 서브 화소(SP1)에 대응되는 부분을 도시한 개략적인 단면도이다.
종래의 투명 디스플레이 장치(10)는 디스플레이 패널(100)과 그 배면에 배치되는 가변 차광 패널(200)을 포함하며, 광이 투과하는 투명 영역(T1) 및 유기 발광 다이오드(120, OLED)를 구비하고 이를 발광시켜 화상을 표시하는 발광 영역(D1)으로 구분된다.
발광 영역(D1)에 구비된 유기 발광 다이오드(120, OLED)는 애노드 전극(121), 유기 발광층(123) 및 캐소드 전극(125)이 차례로 적층된 구조를 가지고 있으며, 유기 발광 다이오드(120, OLED)의 하부에는 구동 박막트랜지스터(D-Tr)가 형성된다.
도1a는 투명 디스플레이 장치(10)가 투명 모드로 작동하는 경우를 도시한 것으로 이 때의 가변 차광 패널(200)은 광을 투과하는 성질을 갖기 때문에 투명 영역(T1)을 통해 광이 투과되게 된다.
이 때 투명 디스플레이 장치(10)에 대한 투과도를 높이기 위해 투명 영역(T1)뿐만 아니라 발광 영역(D1)까지 모두 광을 투과시킬 수 있도록 발광 영역(D1)에 구비되어 있는 소자들의 투명성이 확보되는 것이 중요하다.
특히 전극들(121,125)을 포함하는 유기 발광 다이오드(120, OLED)의 투명화가 중요한데, 발광 영역(D1)의 투명성을 확보하기 위해서 전극들(121,125)을 투명화시키는 경우 디스플레이 패널(100)의 전면 및 배면 양 방향으로 광이 방출이 되기 때문에 휘도가 떨어지는 문제점이 발생된다.
이렇게 휘도가 떨어지는 문제점을 해결하기 위해 유기 발광 다이오드의 전극들(121,125)을 불투명하게 하는 경우 발광 영역(D1)은 광을 투과시키지 못하여 투명 디스플레이 장치(10)의 투과도를 높이는데 기여하지 못하는 문제점을 여전히 해결하지 못하게 된다.
도1b의 경우 디스플레이 장치(10)가 디스플레이 모드로 작동하는 경우를 도시한 것이다.
디스플레이 장치(10)가 디스플레이 모드로 작동하는 경우, 디스플레이 패널(100)의 배면에서 입사된 광이 전면으로 투과가 되면 화상의 명암비가 떨어져서 ACR(Ambient Contrast Ratio)을 확보하기 어려운 문제점이 있다.
따라서 이러한 문제점을 해결하기 위하여 디스플레이 모드에서는 가변 차광 패널(200)을 블랙(black)화 시켜 광을 차단시킨다.
이와 같이 종래의 투명 디스플레이 장치(10)의 경우 전술한 바와 같은 문제점을 모두 한 번에 해결하지 못하는 상태로, 가변 차광 패널(200)이 광을 투과시키거나 광을 차단시키는 성질을 이용하여 투명 모드 및 디스플레이 모드를 구현해왔다.
아울러 최근에는 투명 모드와 디스플레이 모드 이외에도 투명 디스플레이 장치를 일종의 미러(mirror) 디스플레이로 사용할 수 있도록 미러 모드에 대한 구비 요구도 증대되고 있어, 다양한 모드를 한번에 구현해 낼 수 있는 투명 디스플레이 장치의 개발이 중요한 시점이다.
도2는 디스플레이 패널(100)의 전면에 컬러 필터 기판(300)이 구비되는 투명 디스플레이 장치(10)에 대해서 도시한 개략적인 단면도이다.
디스플레이 패널(100)의 전면에는 컬러 필터 기판(300)이 구비되는데 컬러 필터 기판(300)은 컬러 필터 글라스(310) 일면에 컬러 필터(320)가 구비되고 컬러 필터(320)상에 오버코트층(330)이 형성되며, 오버코트층(330)상에는 복수의 블랙매트릭스(340)들이 형성된다.
블랙매트릭스(340)들은 발광 영역(D1)에서 발광하는 화상 광과 투명 영역(T1)을 통해 투과되는 외부 광이 서로의 영역으로 새어 나가지 않도록 투명 영역(T1)과 발광 영역(D1)의 경계를 이루는 곳에 형성이 되어야 한다.
그러나 블랙매트릭스(340)는 광을 차단하는 성질을 가지고 있기 때문에 투명 디스플레이 장치(10)의 투명 모드에서는 블랙매트릭스(340)가 형성된 부분은 외부 광의 투과가 차단되어 투명 디스플레이 장치(10)의 전체적인 투과도가 낮아지는 문제점이 있다.
본 발명은 가변 차광 패널의 구비를 통해 투명 모드, 미러 모드 및 디스플레이 모드와 같이 사용자가 원하는 다양한 모드로 선택적으로 작동시킬 수 있는 투명 디스플레이 장치 및 작동 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 투명 디스플레이 장치의 투명 영역뿐만 아니라 발광 영역도 디스플레이 장치의 투과도를 높이는데 기여할 수 있도록 하는 투명 디스플레이 장치 및 작동 방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
본 발명은 투명 디스플레이 장치가 투명 모드로 작동하는 경우에 높은 투과율을 가지고, 미러 모드로 작동하는 경우에 높은 반사율을 가지며, 디스플레이 모드로 작동하는 경우 높은 휘도를 가지도록 하는 투명 디스플레이 장치 및 작동 방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
본 발명은 투명 디스플레이 장치가 컬러 필터 기판을 구비하는 경우, 블랙매트릭스를 제거하여 투명 디스플레이 장치의 전체적인 투과도를 높일 수 있는 투명 디스플레이 장치 및 작동 방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여 제1 광학 모드, 제2 광학 모드 및 제3 광학 모드 중 하나의 광학 모드로 선택적으로 가변 되도록 투과도 및 반사도의 조절이 가능한 가변 차광 패널을 투명 영역과 발광 영역을 갖는 디스플레이 패널의 일면에 배치한 투명 디스플레이 장치를 제공한다.
즉 하나의 가변 차광 패널이 3가지의 광학 모드(투과, 반사, 차광)를 모두 구현할 수 있기 때문에, 디스플레이 패널의 구동 여부를 선택하면서 가변 차광 패널의 광학 모드도 조절하여 투명 모드, 미러 모드 및 디스플레이 모드 중 하나의 모드로 선택적으로 작동시킬 수 있는 투명 디스플레이 장치 및 작동 방법을 제공한다.
또한 디스플레이 패널의 구동 여부에 따라, 디스플레이 패널의 일면에 배치된 가변 차광 패널의 광학 모드를 조절하여 사용자 모드 또는 생산자 모드에 따라 투명 모드, 미러 모드 및 디스플레이 모드 중 하나의 모드로 선택적으로 작동되는 투명 디스플레이 장치 및 작동 방법을 제공한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 가변 차광 패널은 구체적으로는 평평부를 갖는 제1 전극 기판 및 외부 격벽에 의해 제1 전극 기판과 이격되어 배치된 요철부를 갖는 제2 전극 기판을 구비하며 제1 전극 기판의 평평부와 제2 전극 기판의 요철부는 서로 마주하도록 배치된다. 아울러 가변 차광 패널은 제1 전극 기판, 제2 전극 기판, 외부 격벽에 의해 구획된 셀 영역을 포함하며, 셀 영역에는 금속 이온을 포함하는 전기 변색(electrochromic) 물질이 개재된다.
가변 차광 패널의 광학 모드는 가변 차광 패널에 인가되는 전압에 따라 달라진다. 제1 광학 모드는 제1 전극 기판과 제2 전극 기판 사이에 전압이 형성되지 않은 투명 모드이다. 제2 광학 모드는 제1 전극 기판의 전위가 제2 전극 기판의 전위보다 낮게 형성되어 금속 이온이 제1 전극 기판에 가변 전착(reversible electrodeposition)된 반사 모드이다. 제3 광학 모드는 제1 전극 기판의 전위가 제2 전극 기판의 전위보다 높게 형성되어 금속이 제2 전극 기판에 가변 전착된 차광 모드이다.
상기와 같이 복수의 광학 모드로 가변 되는 가변 차광 패널을 적용하는 다양한 실시예들을 통해서 유기 발광 다이오드에 포함된 전극들이 투명 전극 또는 반사 전극인 경우에 투명 영역뿐만 아니라 발광 영역도 투과도에 기여할 수 있는 투명 디스플레이 장치 및 작동 방법을 제공한다.
아울러 상기와 같이 복수의 광학 모드로 가변 되는 가변 차광 패널을 적용한 다양한 실시예들을 통해서 디스플레이의 각 모드에 따라 투과율, 반사율, 휘도 등이 높은 투명 디스플레이 장치 및 작동 방법을 제공한다.
또한 디스플레이 패널에 대응되는 하나의 가변 차광 패널만을 구비하는 것이 아니라, 디스플레이 패널의 투명 영역 및 발광 영역들에 대응하는 복수의 가변 차광 패널들을 구비하여 더 다양한 실시예들을 통해 모드가 조절될 수 있는 투명 디스플레이 장치 및 작동 방법을 제공한다.
이 때 가변 차광 패널은 구체적으로는 외부 격벽과 대향하도록 구비된 내부 격벽, 내부 격벽에 의해 구획된 복수의 서브 셀 영역들을 포함하며, 서브 셀 영역들은 발광 영역 및 투명 영역에 대응되도록 배치된다. 또한 복수의 서브 셀 영역들을 형성되는 경우에 있어서 제1 전극 기판도 서브 셀 영역들에 대응되도록 내부 격벽에 의해 복수의 제1 서브 전극 기판들로 구획된다.
복수의 가변 차광 패널을 구비하는 다양한 실시예들 중에서 가변 차광 패널의 광학 모드 조절을 통해 컬러 필터 기판의 블랙매트릭스 역할을 대체할 수 있어 블랙매트릭스를 제거한 투명 디스플레이 장치를 제공한다. 구체적으로는 디스플레이 패널의 전면에 배치되는 제1 가변 차광 패널을 제3 광학 모드로, 제2 가변 차광 패널을 제1 광학 모드로 가변시키도록 설정한다.
본 발명에 따른 투명 디스플레이 장치 및 작동 방법은 3가지의 광학 모드로 가변이 가능한 하나의 가변 차광 패널 또는 동일한 기능을 갖는 복수의 가변 차광 패널을 구비하는 간단한 구성에 의해서 투명 모드, 미러 모드 및 디스플레이 모드를 모두 구현해 낼 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따른 투명 디스플레이 장치 및 작동 방법은 디스플레이 패널의 구동 여부와 본 발명에 따른 가변 차광 패널의 광학 모드 조절 및 배치를 이용하여 투과도, 반사도, ACR(Ambient Contrast Ratio), 휘도 등이 매우 우수해지는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따른 투명 디스플레이 장치 및 작동 방법은 투명 디스플레이 패널의 투명 영역뿐만 아니라 발광 영역도 디스플레이 장치의 투과도를 높이는데 기여할 수 있도록 하는 효과가 있다.
아울러, 본 발명에 따른 투명 디스플레이 장치 및 작동 방법의 경우 컬러 필터 기판의 블랙매트릭스가 제거되어도 복수의 가변 차광 패널의 구비를 통해서 그 역할을 대체할 수 있어 컬러 필터 기판의 구성을 간단하게 하면서도 투명 디스플레이 장치의 투과도를 높이는 효과가 있다.
도1a는 종래의 가변 차광 패널을 구비한 투명 유기 발광 다이오드 디스플레이 장치가 투명 모드를 구현하는 경우를 도시한 것으로 하나의 서브 화소(SP1)에 대응되는 부분만을 도시한 개략적인 단면도이다.
도1b는 종래의 가변 차광 패널을 구비한 투명 유기 발광 다이오드 디스플레이 장치가 디스플레이 모드를 구현하는 경우를 도시한 것으로 하나의 서브 화소(SP1)에 대응되는 부분만을 도시한 개략적인 단면도이다.
도2는 종래의 컬러 필터 기판이 구비된 투명 유기 발광 다이오드 디스플레이 장치를 도시한 개략적인 단면도이다.
도3은 본 발명에 따른 투명 디스플레이 장치의 화소 배열을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도4a 내지 도4c는 본 발명에 따른 가변 차광 패널을 광학 모드 별로 도시한 단면도로, 도4a는 제1 광학 모드를, 도4b는 제2 광학 모드를 그리고 도4c는 제3 광학 모드를 나타낸다.
도4d는 복수의 가변 차광 패널로 분리 형성된 가변 차광 패널을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도5a 내지 도5c는 가변 차광 패널이 디스플레이 패널의 배면에 배치되는 실시예를 디스플레이 장치의 모드 별로 나누어 도시한 단면도로, 도5a는 투명 모드를, 도5b는 미러 모드를 그리고 도5c는 디스플레이 모드를 나타낸다.
도6a 내지 도6c는 복수의 가변 차광 패널들이 디스플레이 패널의 배면에 배치되는 실시예를 디스플레이 장치의 모드 별로 나누어 도시한 단면도로, 도6a는 투명 모드를, 도6b는 미러 모드를 그리고 도6c는 디스플레이 모드를 나타낸다.
도7a 내지 도7d는 복수의 가변 차광 패널들이 디스플레이 패널의 전면에 배치되는 실시예를 디스플레이 장치의 모드 별로 나누어 도시한 단면도로, 도7a는 투명 모드를, 도7b및 도7c는 미러 모드를, 도7d는 디스플레이 모드를 나타낸다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
본 발명의 실시예들 및 도면들은 대부분 특별히 다른 언급이 없는 경우 투명 디스플레이 장치에 구비되는 복수의 서브 화소들 중에서 동일하게 반복되는 하나의 서브 화소에 대응되는 부분을 기준으로 설명하는 것이다. 이에 따라 먼저 서브 화소와 관련된 투명 디스플레이 장치의 화소 배열에 대해서 설명을 시작하도록 한다.
도3은 본 발명에 따른 투명 디스플레이 장치의 화소 배열을 개략적으로 도시한 평면도이다.
투명 디스플레이 장치는 다수의 화소(P)를 포함하며 화소(P)는 복수의 서브 화소(SP1, SP2, SP3, SP4)들을 포함한다. 본 발명에서는 서브 화소의 개수를 4개로 표현하였지만 이에 한정되는 것은 아니며 2개 또는 3개이거나 4개를 초과하는 서브 화소가 구비될 수도 있다.
각각의 서브 화소는 광이 투과되는 투명 영역(T) 및 유기 발광 다이오드가 구비되어 발광하는 발광 영역(D)으로 이루어진다.
투명 영역(T)은 광을 투과시키기 때문에 투명 디스플레이 장치(10)를 바라보는 사용자의 반대편에 위치한 사물을 육안으로 확인할 수 있도록 해준다. 발광영역(D)은 유기 발광 다이오드(OLED)가 구비되어 있어 유기 발광 다이오드가 발광되어 화상 광을 출사시키는 영역을 의미하며, 사용자가 원하는 화면을 표시하는 영역이기 때문에 표시 영역이라고도 한다.
이 때 발광 영역(D)은 실시예에 따라 광을 투과시키는 투명 영역(T)의 역할을 할 수도 있는 바, 본 발명에서는 유기 발광 다이오드가 발광되는 영역을 발광 영역(D)으로 정의하는 것일 뿐 사용된 용어의 구별을 통해 발광 영역(D)의 투명성을 배제하는 것은 아니다.
투명 영역(T)은 각각의 서브 화소 당 각각 별도의 투명 영역(T1, T2, T3, T4)들이 형성될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며 복수의 서브 화소(SP1, SP2, SP3, SP4)들에 걸쳐서 대응되도록 형성될 수 있다.
아울러 발광 영역 또한 각각의 서브 화소 당 각각 별도의 발광 영역(D1, D2, D3, D4)들이 형성될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며 복수의 서브 화소(SP1, SP2, SP3, SP4)들에 걸쳐서 대응되도록 형성될 수 있다.
서브 화소(SP1)의 발광영역(D1)에 구비된 유기 발광 다이오드(OLED)는 적색(R)의 광을 발광시키고, 서브 화소(SP2)의 발광영역(D2)에 구비된 유기 발광 다이오드는 청색(B)의 광을 발광시키고, 서브 화소(SP3)의 발광영역(D3)에 구비된 유기 발광 다이오드는 녹색(G)의 광을 발광시키며, 서브 화소(SP4)의 발광영역(D4)에 구비된 유기 발광 다이오드는 백색(W)의 광을 발광시킨다.
본 발명에 따른 투명 디스플레이 장치 및 작동 방법을 설명하기에 앞서, 먼저 본 발명에 따른 가변 차광 패널의 구조 및 각 광학 모드의 작동 원리에 대해서 설명하기로 한다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 따른 가변 차광 패널(200)을 각 광학 모드 별로 도식화 한 도면이다.
본 발명에 따른 가변 차광 패널(200)은 평평부(202)를 갖는 제1 전극 기판(201) 및 외부 격벽(205)에 의해 제1 전극 기판(201)과 이격되어 배치된 요철부(204)를 갖는 제2 전극 기판(203)을 포함한다. 이 때 양 전극 기판들은 제1 전극 기판(201)의 평평부(202)와 제2 전극 기판(203)의 요철부(204)가 서로 마주하도록 배치된다. 또한 가변 차광 패널(200)은 제1 전극 기판(201), 제2 전극 기판(203) 및 외부 격벽(205)에 의해 구획된 셀 영역(207)을 포함하며, 셀 영역(207)에는 금속 이온을 포함한 전기 변색 물질(electrochromic material)이 개재되어 있다.
제1 전극 기판(201)은 표면이 평평하도록 형성되며 제1 전극 기판(201)에 구비된 평평부(202)는 제2 전극 기판(203)과 대향하는 제1 전극 기판(201)의 표면에 형성되어 있다.
본 발명의 일 실시예에서 제1 전극 기판(201)의 평평부(202)는 제1 전극 기판(201)과 일체의 구성으로 되어 있으며, 제1 전극 기판(201)의 표면을 평평부(202)로 지칭하고 있다. 하지만 이에 한정되는 것은 아니며 평평부(202)는 제1 전극 기판(201)과는 독립된 구성으로 되어, 제1 전극 기판(201)상에 별도의 평평한 층이 구비되도록 형성될 수도 있다.
평평부(202)의 평평도를 나타낼 수 있는 표면 거칠기는 가변 차광 패널(200)이 반사 모드로 구현될 때 광의 반사율과 관련이 있는 것으로 반사 모드로 구현될 수 있는 정도의 충분한 반사가 이루어지도록 구비되는 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 반사 모드가 구현될 때의 광의 반사율은 대략 60% 이상이 되도록 하는 것이 바람직하며, 이를 위해서 평평부(202)의 RMS(Root Mean Square) 조도는 대략 10nm 이하인 것이 바람직하다. 평평부(202)의 RMS 조도가 10nm를 초과하는 경우 가변 차광 패널이 반사 모드로 구현되어도 반사율이 대략 60%를 넘지 않아 충분한 반사도를 얻기 어렵다.
제1 전극 기판(201)은 투명한 재질이면 어떠한 재질을 사용하여도 무방하며, 바람직하게는 ITO, 그래핀 등을 사용할 수 있다.
평평부(202)가 제1 전극 기판(201)과 별도의 독립된 구성으로 형성되는 경우에 있어서도 평평부(202)의 재질은 투명한 재질이면 어떠한 재질을 사용하여도 무방하며, 제1 전극 기판(201)과 동일한 재질을 사용하는 것이 바람직한 바, 바람직하게는 ITO, 그래핀 등을 사용할 수 있다.
제2 전극 기판(203)은 제1 전극 기판(201)과 대향하도록 구비되며 외부 격벽(205)에 의해 제1 전극 기판(201)과 이격되어 배치된다.
제2 전극 기판(203)에는 표면에 요철을 형성하는 요철부(204)가 구비되며, 제2 전극 기판(203)에 있어서 요철부(204)는 제1 전극 기판(201)과 대향하는 제2 전극 기판(203)의 표면에 구비되어 있다.
본 발명에 따른 제2 전극 기판(203)의 요철부(204)는 제2 전극 기판(203)과는 독립된 구성으로 되어 있으며, 제2 전극 기판(203)상에 별도의 요철층을 구비하도록 형성된다. 하지만 이에 한정되는 것은 요철부(204)는 제2 전극 기판(203)과 일체의 구성으로 되어, 제2 전극 기판(203)의 표면이 요철 형상이 되도록 형성될 수도 있다. 요철부(204)의 요철 패턴은 한정되지 않으며 규칙적인 패턴을 형성할 수도 있으며 불규칙적인 패턴을 형성할 수도 있다.
요철부(204)의 요철 정도를 나타낼 수 있는 표면 거칠기는 가변 차광 패널(200)이 차광 모드로 구현될 때 광의 차단율과 관련이 있는 것으로 차광 모드로 구현될 수 있는 정도의 충분한 차광이 이루어지도록 구비되는 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 차광 모드가 구현될 때의 광의 차광율은 대략 60% 이상이 되도록 하는 것이 바람직하며, 이를 위해서 요철부(204)의 RMS 조도는 대략 50nm 이상인 것이 바람직하다. 요철부(204)의 RMS 조도가 50nm 미만인 경우 가변 차광 패널이 차광 모드로 구현되어도 차광율이 대략 60%를 넘지 않아 충분한 차광도를 얻기 어렵다.
제2 전극 기판(203)은 투명한 재질이면 어떠한 재질을 사용하여도 무방하며, 바람직하게는 ITO, 그래핀 등을 사용할 수 있다. 요철부(204)가 제2 전극 기판(203)과 별도의 독립된 구성으로 형성되는 경우에 있어서도 요철부(204)의 재질은 투명한 재질이면 어떠한 재질을 사용하여도 무방하며, 제2 전극 기판(203)과 동일한 재질을 사용하는 것이 바람직한 바, 바람직하게는 ITO, 그래핀 등을 사용할 수 있다.
요철부(204)가 제2 전극 기판(203)과는 독립된 구성이 되어 별도의 요철부(204)로 형성되는 경우에 있어서, 요철부(204)는 복수의 투명 도전성 입자들이 제2 전극 기판(203)상에 배치되어 형성될 수 있다. 이 때 도전성 입자는 투명 도전성 산화물 물질을 사용 하는 것이 바람직하다. 예를 들어 평평한 ITO 전극 기판상에 ITO 입자가 분산된 용액을 스핀 코팅(spin coating)하여 ITO 전극 기판 상에 ITO 입자들이 배열되도록 하여 요철부를 형성할 수 있다.
셀 영역을 형성하기 위한 외부 격벽(205)은 제1 전극 기판(201) 및 제2 전극 기판(203)의 둘레를 따라 형성된다. 외부 격벽(205)은 제1 전극 기판(201)과 제2 전극 기판(203)을 서로 이격시키고 실링하는 역할을 하며, 셀 영역(207)에 주입되어 개재된 겔 전해질(208)이 새어나가지 않도록 해준다.
이 때 외부 격벽(205)은 5000㎛ 이하의 높이로 형성되는 것이 바람직하다. 외부 격벽의 높이가 5000㎛를 초과하는 경우 가변 차광 패널(200)의 광학 모드를 가변시키기 위해 더욱 큰 전압이 필요하게 되는 바 전압의 효율성이 떨어지며, 가변 차광 패널(200)의 구동 안정성도 떨어지는 문제점이 있다.
외부 격벽(205)의 재질은 특별히 한정되지 않지만 테프론(Teflon) 재질인 것이 바람직하다.
제1 전극 기판(201), 제2 전극 기판(203) 및 외부 격벽(205)에 의해 구획된 셀 영역(207)에는 겔 전해질(208)(gel electrolyte)이 주입되어 개재된다.
겔 전해질(208)은 전압의 인가에 의한 산환 환원 반응에 따라 물질의 색이 가역적으로 변화하는 전기 변색 물질(electrochromic material)을 포함한다. 전기 변색 물질은 Ag, Cu, Ni, Bi, Pb 등과 같은 금속 이온을 포함하는 질산염인 것이 바람직하다. 예를 들어 AgNo3 또는 Cu(NO3)2 일 수 있다.
겔 전해질(208)에는 전기화학 매개자(electrochemical mediator) 물질이 추가로 포함된다. 전기화학 매개자 물질은 Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Cd, Co, Ni, Sn, Sb, Cu 등을 포함하는 할로겐 화합물인 것이 바람직하다. 예를 들어, CuCl2, MgBr2 일 수 있다. 전기 화학 매개자 물질의 경우 전기 변색 물질에 포함된 금속 이온과 착이온(complex ion) 형성을 하는데, 안정적인 착이온 형성을 위해서 전기 변색 물질과 비교하여 상대적으로 다량 포함되는 것이 바람직하다.
겔 전해질(208)에는 지지 물질(supporting material)이 추가로 포함된다. 지지 물질은 할로겐 이온(Br, Cl, I)이 포함된 물질인 것이 바람직하다. 예를 들어, Tetra-n-butylammonium bromide(TBABr), NH4Br, ZnBr2 일 수 있다.
겔 전해질(208)에는 용제(solvent)가 추가된다. 용제는 전기 변색 물질, 전기화학 매개자, 지지 물질을 용해시키는 역할을 하는 것이면 어떤 것이든지 상관없다. 예를 들어 Dimethyl Sulfoxide (DMSO)일 수 있다.
본 발명에 따른 가변 차광 패널(200)을 실시하는 구체적인 예는 다음과 같다. RMS 조도가 5nm인 ITO 제1 전극 기판, RMS 조도가 90nm이며 250nm의 사이즈를 갖는 ITO 입자들이 배열된 ITO 제2 전극 기판, 500㎛의 높이를 갖는 외부 격벽 및 전기 변색 물질 AgNo3 90mg, 전기화학 매개자 물질 CuCl2 20mg, 지지 물질 TBABr 900mg를 용제 DMSO 12ml에 용해시킨 겔 전해질을 포함하는 가변 차광 패널을 사용할 수 있다.
이하에서는 가변 차광 패널(200)의 각 광학 모드의 작동 원리에 대해서 설명을 하도록 하며, 각 작동 원리에 대한 이해도를 높이기 위해 상기의 구체적인 예로 사용된 물질들을 기준으로 해서 설명하도록 한다.
본 발명에 따른 가변 차광 패널(200)은 3가지의 광학 모드, 즉 제1 광학 모드, 제2 광학 모드 및 제3 광학 모드로 가변 가능하도록 투과도 및 반사도가 조절 가능하다.
도 4a는 가변 차광 패널(200)의 제1 광학 모드를 나타내는 것으로 제1 전극 기판(201) 및 제2 전극 기판(203) 사이에 전압이 형성되지 않은 투명 모드인 경우를 도시한 것이다. 제1 광학 모드에서의 가변 차광 패널(200)은 전압이 인가되지 않은 자연적인 상태인 것으로, 셀 영역(207) 내에 개재된 겔 전해질(208)이 높은 투과도를 갖는 바 투명 모드의 구현이 가능하다. 이 때 투명 모드는 광의 투과율이 대략 60% 이상인 경우를 의미한다.
제1 광학 모드의 상태에 대해 조금 더 구체적으로 살펴보면, 제1 전극 기판(201) 및 제2 전극 기판(203) 사이에 전압이 형성되지 않는 경우 겔 전해질(208)은 다음과 같이 Ag 이온과 다량의 Br 이온이 AgBrn (1-n) 인 착이온을 형성하고 있다.
Ag+ + nBr- -> AgBrn 1-n
이러한 착이온은 광을 투과하는 성질을 가지고 있어, 제1 전극 기판(201)과 제2 전극 기판(203) 모두 투명한 재질로 구비된 가변 차광 패널(200)은 제1 광학 모드에서 투명 모드를 구현해낼 수 있다.
도4b는 가변 차광 패널(200)의 제2 광학 모드를 나타내는 것으로 제1 전극 기판(201)의 전위가 제2 전극 기판(203)의 전위보다 낮게 형성되어 전기 변색 물질에 포함된 금속 이온이 제1 전극 기판의 평평부에 가변 전착된 반사 모드인 경우를 도시한 것이다. 즉 전압을 인가하는 경우 제1 전극 기판(201)에는 -V를 인가해주고, 제2 전극 기판(203)에는 +V를 인가해준다. 이 때 반사 모드는 광의 반사율이 대략 60% 이상인 경우를 의미한다.
제1 광학 모드에서 형성된 착이온 AgBrn (1-n) 은 제1 전극 기판(201)의 전위가 제2 전극 기판(203)의 전위보다 낮게 형성되는 경우, 다음과 같이 제1 전극 기판(201)에서 Ag+가 환원되어 Ag 금속 박막층을 형성하게 된다.
AgBrn (1-n) + e- -> Ag + nBr-
Ag+의 환원 작용에 의해 제1 전극 기판(201)상에 형성된 Ag 금속 박막층은 광을 반사시키는 반사층(211)으로 작용을 하여 가변 차광 패널(200)이 광을 반사시킬 수 있는 반사 모드로 작동할 수 있도록 해주는 역할을 한다. 이 때 반사층(211)은 평평부(202)를 갖는 제1 전극 기판(201)상에 형성이 되기 때문에 평평부(202)와 동일하거나 유사한 표면 거칠기를 갖는다.
제1 전극 기판(201)과 제2 전극 기판(203)의 전위차가 커지고 전압이 걸리는 시간이 길어질수록 금속 이온의 환원량은 더욱 커지게 되어 금속 박막층을 형성하는 금속 입자들의 간격이 더욱 더 촘촘히 형성하게 되기 때문에 높은 반사율을 얻을 수 있다. 60% 이상의 반사율을 얻기 위해서 -3.0 V 이하에서 최소 5s의 시간 동안 전압을 걸어주는 것이 바람직하다.
도4c는 가변 차광 패널(200)의 제3 광학 모드를 나타내는 것으로 제1 전극 기판(201)의 전위가 제2 전극 기판(203)의 전위보다 높게 형성되어 전기 변색 물질에 포함된 금속 이온이 제2 전극 기판의 요철부(204)에 가변 전착된 차광 모드인 경우를 도시한 것이다. 즉 전압을 인가하는 경우 제1 전극 기판(201)에는 +V를 인가해주고, 제2 전극 기판(203)에는 -V를 인가해준다. 이 때 차광 모드는 광의 차단율이 대략 60% 이상인 경우를 의미한다.
제1 광학 모드에서 형성된 착이온 AgBrn (1-n) 은 제1 전극 기판(201)의 전위가 제2 전극 기판(203)의 전위보다 높게 형성되는 경우, 다음과 같이 제2 전극 기판(203)에서 Ag+가 환원되어 Ag 금속 박막층을 형성하게 된다.
AgBrn (1-n) + e- -> Ag + nBr-
Ag+의 환원 작용에 의해 제2 전극 기판(203)상에 형성된 금속 박막층은 광을 차광시키는 차광층(213)으로 작용을 하여 가변차광 패널(200)이 광을 차단시킬 수 있는 차광 모드로 작동할 수 있도록 해주는 역할을 한다. 이 때 차광층(213)은 요철부(204)를 가지는 제2 전극 기판(203)상에 형성이 되기 때문에 요철부(204)와 동일하거나 유사한 표면 거칠기를 갖는다.
차광층(213)은 요철 패턴을 갖기 때문에 광의 난반사가 이루어져 광의 반사가 잘 이루어지지 않도록 해준다. 또한 요철부(204)에 가변 전착된 금속입자들은 요철부(204)상에 덩어리가 큰 입자들로 결집이 되어 차광층(213)이 다중 난반사를 일으키게 하며 결집된 금속 입자들이 광을 흡수함에 따라 차광층(213)은 블랙(black)화 된다.
제1 전극 기판(201)과 제2 전극 기판(203)의 전위차가 커지고 전압이 걸리는 시간이 길어질수록 금속 이온의 환원량은 더욱 커지게 되어 차광층을 형성하는 금속 입자들이 다수의 불규칙한 큰 입자들로 결집이 되어 높은 차단율을 얻을 수 있다. 60% 이상의 차단율을 얻기 위해서 +3.0V 이상에서 최소 5s의 시간 동안 전압을 걸어주는 것이 바람직하다. 바람직하게는 2.0V 이상에서 대략 70% 이상의 광의 차단율을 얻을 수 있다.
앞서 설명한 도4a 내지 도4c는 디스플레이 패널(100)에 대응되는 하나의 가변 차광 패널(200)을 도시한 것으로, 이 때의 가변 차광 패널(200)은 복수의 서브 화소들을 포함하는 디스플레이 패널(100)의 전체 일면에 대응되도록 배치된다.
이 때 가변 차광 패널(200)의 제1 전극 기판(201) 및 제2 전극 기판(203)은 각각 하나의 통 전극으로 이루어지는 것이 바람직하다. 따라서 이 경우에는 하나의 서브 화소(SP1)를 이루는 투명 영역(T1) 및 발광 영역(D1)뿐만 아니라, 복수의 서브 화소들은 모두 하나의 가변 차광 패널(200)에 구현되는 광학 모드에 의해 동일한 영향을 받게 된다.
도4d는 내부 격벽(215)에 의해 복수의 가변 차광 패널(210, 220)들로 분리 형성된 가변 차광 패널(200)에 대해서 개략적으로 도시한 단면이다.
복수의 가변 차광 패널들(201,200)을 이용하는 경우 각 서브 화소(SP1)를 이루는 투명 영역(T1) 및 발광 영역(D1)에는 각각의 가변 차광 패널들(210, 220)에 의해 구현되는 광학 모드를 각각 적용시킬 수 있다. 이하에서는 복수의 가변 차광 패널들(210, 220)이 형성되는 실시예에 대해 자세히 설명하고자 한다.
가변 차광 패널(200)은 외부 격벽(205)과 대향하도록 형성되는 내부 격벽(215)에 의해 구획된 복수의 서브 셀 영역(207a, 207b)들을 포함하며, 복수의 서브 셀 영역(207a, 207b)들을 각각 포함하는 복수의 가변 차광 패널들(210, 220)을 형성하게 된다. 복수의 가변 차광 패널들(210, 220)은 하나의 서브 화소에 대응되는 것을 기준으로 해서 각각 제1 가변 차광 패널(210) 및 제2 가변 차광 패널(220)로 나눌 수 있다.
이 때 제1 전극 기판(201) 역시 복수의 셀 영역(207a, 207b)들에 대응되도록 내부 격벽(215)에 의해 복수의 제1 전극 기판(201a, 201b)들로 구획되는 것이 바람직하다.
내부 격벽(215)에 의해 구획된 서브 셀 영역(207a, 207b)들 및 제1 서브 전극 기판(201a, 201b)들은 복수의 가변 차광 패널(210, 220)들을 형성하게 되며, 복수의 가변 차광 패널(210, 220)들은 각각 복수의 서브 화소들의 투명 영역(T1) 및 발광 영역(D1)에 대응되도록 반복되어 배치된다.
이 때 투명 영역(T1)에 대응되는 제1 가변 차광 패널(210) 및 발광 영역(D1)에 대응되는 제2 가변 차광 패널(220)에는 독립적으로 전압이 인가되는 바 각각의 가변 차광 패널들(210, 220)은 서로 다른 광학 모드를 구현해 낼 수가 있다.
제1 가변 차광 패널(210) 및 제2 가변 차광 패널(220)은 서로 연결되지 않는 각각의 제1 전극 기판들(201a, 201b)을 구비하지만 제2 전극 기판(203)의 경우 하나의 전극 기판을 공통으로 해서 같이 사용할 수 있다.
즉 제1 서브 전극 기판(201a, 201b)들은 각각 반복되는 투명 영역(T1)과 발광 영역(D1)에 대응되도록 패터닝(patterning)되어 형성된다. 이에 따라 제1 전극 기판(201)은 제1서브 전극 기판들이 내부 격벽(215)에 의해 구획된 패터닝 전극으로 형성된다. 제2 전극 기판(203)은 이 경우에도 하나의 통 전극으로 이루어져 제1 가변 차광 패널(210) 및 제2 가변 차광 패널(220)이 동일한 제2 전극 기판(203)을 사용하는 것이 바람직하다.
이 때 내부 격벽(215)에 의해 제1 전극 기판(201)이 구획된 복수의 제1 서브 전극 기판들(201a, 201b)은 복수의 서브 셀 영역들(207a, 207b)에 대응되어, 각각 대응된 복수의 서브 셀 영역들(207a, 207b)과 함께 투명(T1) 영역 및 발광 영역(D1)에 대응되도록 배치된다.
결국 이와 같이 투명 영역(T1) 및 발광 영역(D1)에 독립적으로 전압이 인가되는 복수의 가변 차광 패널들(210, 220)을 형성함으로써, 각 영역에서 사용자가 원하는 모드로의 구현을 더욱 용이하게 할 수 있으며 이를 통해 다양한 모드의 디스플레이 장치 작동이 가능하다.
이하에서는, 투명 디스플레이 장치(10)에 가변 차광 패널(200)을 적용시킨 구체적인 실시예들과 투명 디스플레이 장치(10)를 다양한 모드로 작동시킬 수 있는 작동 방법에 대해서 도5, 도6, 도7을 통해서 자세히 설명하고자 한다.
투명 디스플레이 장치는 발광되는 빛이 투과되는 방향에 따라 상부 발광방식(top emission type)과 하부 발광방식(bottom emission type)으로 나뉠 수 있지만 본 발명에서는 어떤 방식을 사용하여도 무방하다. 이하에서는 일 예로 상부 발광방식으로 적용한 예를 도면과 함께 설명하도록 하지만 하기 설명하는 구조로 한정되는 것은 아니며 실시예에 따라 각 구성요소들의 형성 관계는 변화될 수 있다
서브 화소(SP1)는 투명 영역(T1) 및 발광 영역(D1)으로 나뉘어져 있으며, 발광 영역(D1)에는 구동 박막트랜지스터(D-Tr), 스위칭 박막트랜지스터(미도시) 및 유기 발광 다이오드(120, OLED) 등이 형성될 수 있다.
디스플레이 패널(100)은 구동 박막트랜지스터(D-Tr) 및 스위칭 박막트랜지스터(미도시)가 형성되는 디스플레이 패널 하부 기판(101) 및 하부 기판(101)과 대향하도록 배치된 인캡슐레이션을 위한 인캡 기판(102)이 서로 이격되어 형성되며 실 패턴(seal pattern)에 의해 실링되어 합착된다.
디스플레이 패널 하부 기판(101)상에는 실리콘 재질의 반도체층(104)이 형성된다. 반도체층(104)의 상부에 형성되며 반도체층(104)을 덮는 게이트 절연막(105)이 디스플레이 패널 하부 기판(101) 상에 형성된다. 게이트 절연막(105)상에는 게이트 전극(103)이 형성된다.
제1층간 절연막(109)은 게이트 전극(103)을 덮도록 게이트 절연막(105) 상에 형성되고, 상기 제1층간 절연막(109) 상에는 반도체층(104)과 컨택홀을 통해 컨택되는 소스 전극(113)과 드레인 전극(111)이 형성된다.
구동 박막트랜지스터(D-Tr)는 반도체층(104), 게이트 절연막(105), 게이트 전극(103), 소스 전극(113) 및 드레인 전극(111) 등을 포함한다.
제2층간 절연막(115)은 구동 박막트랜지스터(D-Tr)를 덮도록 형성된다. 제2층간 절연막(115)상에는 구동 박막트랜지스터(D-Tr)와 전기적으로 연결되는 애노드 전극(111)이 형성된다. 애노드 전극(111)은 각각의 서브 화소 별로 서로 연결되지 않는 독립된 형태로 형성되며, 유기 발광 다이오드(OLED)의 일 구성을 이룬다.
제2층간 절연막(115)상에는 뱅크(117)가 형성되며, 뱅크(117)는 애노드 전극(111)의 가장자리 부분을 덮고 중앙 부분은 덮지 않도록 형성된다.
유기 발광 다이오드(120, OLED)는 인가된 전류에 의해 발광하는 유기 발광층(123), 유기 발광층(123)에 양전하를 인가하는 애노드 전극(111) 및 유기 발광층(123)에 음전하를 인가하는 캐소드 전극(125)을 포함한다.
애노드 전극(111) 상에는 유기 발광층(123)과 캐소드 전극(125)이 순차적으로 적층된다. 캐소드 전극(125)은 유기 발광층(123)과 뱅크(117)를 덮을 수 있도록 형성되며, 모든 서브 화소에 걸쳐 서로 전기적으로 연결되는 공통 전극으로 형성된다.
애노드 전극(111)은 반사 전극으로 형성되고 캐소드 전극(125)는 투명 전극으로 형성된다. 이 때 유기 발광 다이오드(OLED)는 캐소드 전극(125)의 방향으로 발광된 광을 방출하여 화상을 구현하는 상부 발광 방식이 된다. 반대로 애노드 전극(111)이 투명 전극으로 형성되고 캐소드 전극(125)이 반사 전극으로 형성될 수도 있다. 또한 애노드 전극(125)도 투명 전극으로 구비될 수 있으며 이 때에는 유기 발광 다이오드(120, OLED)는 투명한 성질을 가지며 유기 발광 다이오드(120, OLED)에서 발광되는 광은 상부 및 하부 양면으로 방출된다.
본 발명을 설명하는데 있어서 특별한 언급이 없는 경우에는 캐소드 전극(125)은 투명 전극으로 사용하고, 애노드 전극(111)은 투명 전극 또는 반사 전극으로 사용하는 것으로 이해될 수 있다.
제2층간 절연막(115), 게이트 절연막(105), 제1층간 절연막(109), 뱅크(117)는 모두 외부 광에 대한 투과율을 높여서 투명 디스플레이 장치(10)의 전체적인 투과도를 높일 수 있도록 하기 위해서 투명한 절연 물질 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 투명 디스플레이 장치(10)는 투명 영역(T1)과 유기 발광 다이오드(120, OLED)가 구비된 발광 영역(D1)을 갖는 복수의 서브 화소(SP1)가 구비된 디스플레이 패널(100) 및 디스플레이 패널(100)의 일면(전면 또는 배면)에 배치된 가변 차광 패널(200)을 포함한다. 이 때 가변 차광 패널(200)은 제1 광학 모드, 제2 광학 모드 및 제3 광학 모드 중 하나의 광학 모드로 선택적으로 가변 되도록 투과도 및 반사도의 조절이 가능하다.
또한 가변 차광 패널(200)이 디스플레이 패널(100)의 전면에 배치되는 경우 디스플레이 패널(100) 및 상기 가변 차광 패널(200) 사이에 컬러 필터 기판(300)이 추가 배치될 수 있다.
투명 디스플레이 장치(10)는 디스플레이 패널(100)의 구동 여부에 따라 디스플레이 패널(100)의 일면에 배치된 가변 차광 패널(200)의 광학 모드를 조절하여 투명 모드, 미러 모드 및 디스플레이 모드 중 하나의 모드로 선택적으로 작동시킨다.
디스플레이 패널(100)의 구동 여부는 디스플레이 패널(100)에 전원이 인가되는지 여부에 따라 구별된다. 디스플레이 패널(100)에 전압이 인가되지 않아 구동되지 않는 경우에는 유기 발광 다이오드(120)가 발광되지 않아 발광 영역(D)에서 화상이 표시되지 않으며, 디스플레이 패널(100)에 전압이 인가되어 구동되는 경우에는 유기 발광 다이오드(120)가 발광되어 발광 영역(D)에서 화상이 표시된다.
도5a 내지 도5c는 가변 차광 패널(200)이 디스플레이 패널(100)의 배면에 배치되는 경우에 있어서, 디스플레이 패널(100)의 구동 여부 및 가변 차광 패널(200)의 광학 모드의 변환에 따라 디스플레이 장치가 투명 모드, 미러 모드 및 디스플레이 모드로 구현되는 실시예에 대해 도시한 단면도이다.
도5a 내지 도5c에 따른 본 발명의 실시예에서는 유기 발광 다이오드(120)가 반사 특성을 갖도록 애노드 전극(121)을 반사 전극으로 형성한 실시예를 기준으로 설명하도록 한다.
도5a는 투명 디스플레이 장치가 투명 모드로 작동하는 경우에 대해 개략적으로 도시한 단면도이다.
투명 디스플레이 패널(100)이 구동되지 않을 때, 가변 차광 패널(200)은 제1 광학 모드로 가변 되어 투명 디스플레이 장치(10)가 투명 모드로 작동한다.
즉 가변 차광 패널(200)은 제1 광학 모드로 가변 되어 광을 투과시키며, 가변 차광 패널(200)을 투과하는 광은 디스플레이 패널(100)의 투명 영역(T1)을 투과하게 되어 디스플레이 장치는 투명 모드를 구현할 수 있게 된다.
디스플레이 장치의 전체적인 투과도를 높이기 위하여 애노드 전극(121)을 투명 전극으로 대체할 수 있다. 애노드 전극(121)을 투명 전극으로 하게 되면 디스플레이 장치(10)가 투명 모드로 작동하는 경우 투명 영역(T1)뿐만 아니라 발광 영역(D1)도 투명 영역으로서의 역할을 할 수 있는 바 투명 디스플레이 장치(10)의 투과도가 높아지는 장점이 있다.
도5b는 투명 디스플레이 장치가 미러 모드로 작동하는 경우에 대해 개략적으로 도시한 단면도이다.
투명 디스플레이 패널(100)이 구동되지 않을 때, 가변 차광 패널(200)은 제2 광학 모드로 가변 되어 투명 디스플레이 장치(10)가 미러 모드로 작동한다.
즉 가변 차광 패널(200)은 제2 광학 모드로 가변 되어 광을 반사시키며, 디스플레이 패널(100)의 전면을 통해서 투명 영역(T1)으로 입사되는 광은 가변 차광 패널(200)에 의해 다시 반사되게 되어 디스플레이 장치는 미러 모드를 구현할 수 있게 된다.
이 때 발광 영역(D1)의 경우 애노드 전극(121)을 반사 전극으로 사용하고 있어, 디스플레이 패널(100)의 전면을 통해서 발광 영역(D1)으로 들어오는 광은 애노드 전극(121)에 의해 다시 반사되게 되어 디스플레이 장치의 전체적인 반사도를 높여 줄 수 있다.
미러 모드의 구현에 대한 다른 실시예로 애노드 전극(121)을 투명 전극으로 사용하는 경우도 있다.
이 경우 디스플레이 패널(100)의 전면을 통해서 발광 영역(D1)으로 입사된 광은 투명한 애노드 전극(121)을 투과한다. 이렇게 애노드 전극(121)을 투과한 광은 반사 모드인 제2 광학 모드로 가변 된 가변 차광 패널(200)에 의해 다시 반사되기 때문에 디스플레이 장치(10)는 투명 영역(T1) 및 발광 영역(D1) 모두에서 반사를 구현할 수 있어 반사도가 높은 미러 모드로 작동할 수 있다.
즉 본 발명에 따른 투명 디스플레이 장치(10)는 애노드 전극(121)을 투명 전극으로 사용하여도 다양한 광학 모드로 가변 될 수 있는 가변 차광 패널(200)에 의해 높은 반사도를 갖는 미러 모드로 작동할 수 있다.
도5c는 투명 디스플레이 장치가 디스플레이 모드로 작동하는 경우에 대해 개략적으로 도시한 단면도이다.
투명 디스플레이 패널(100)이 구동되고 가변 차광 패널(200)이 투명 디스플레이 패널(100)의 배면에 배치될 때, 가변 차광 패널(200)은 제3 광학 모드로 가변 되어 투명 디스플레이 장치(10)가 디스플레이 모드로 작동한다.
이 경우 가변 차광 패널(200)은 제3 광학 모드로 가변 되기 때문에 광을 차단시키고 블랙(black)화 된다. 이 때 디스플레이 패널(100)의 배면을 통해서 입사된 광은 차단되기 때문에 투명 영역(T1)및 발광 영역(D1)에서 모두 광은 차단되고 가변 차광 패널(200)은 블랙으로 가변 된다. 이 때 발광 영역(D1)에서는 유기 발광 다이오드(120, OLED)가 발광되어 화상을 표시하게 된다.
즉 유기 발광 다이오드(120, OLED)가 발광 영역(D1)에서 발광되어 화상을 표시하는 경우 화상 광이 발광되는 방향의 반대면에 배치된 가변 차광 패널(200)이 외부 광을 차단시키고 블랙화되기 때문에 본 발명에 따른 디스플레이 모드에서 높은 ACR(Ambient Contrast Ratio)을 확보할 수 있게 된다.
도6a 내지 도6c는 복수의 가변 차광 패널들(210, 220)이 디스플레이 패널(100)의 배면에 배치되는 경우에 있어서, 디스플레이 패널(100)의 구동 여부 및 복수의 가변 차광 패널들(210, 220)의 광학 모드 변환에 따른 디스플레이 장치가 투명 모드, 미러 모드 및 디스플레이 모드로 구현되는 실시예에 대해 도시한 단면도이다.
하나의 서브 화소에 대응되는 복수의 가변 차광 패널들인 제1 가변 차광 패널(210)은 투명 영역(T1)에 대응되도록 배치되고, 제2 가변 차광 패널(220)은 발광 영역(D1)에 대응되도록 배치되며, 각 서브 화소에서는 동일한 배치 구조로 반복 형성이 된다.
도6a 내지 도6c에 따른 본 발명의 실시예에서는 유기 발광 다이오드(120)가 투명 특성을 갖도록 애노드 전극(121)을 투명 전극으로 형성한 실시예를 기준으로 설명하도록 한다.
도6a는 복수의 가변 차광 패널을 적용한 투명 디스플레이 장치가 투명 모드로 작동하는 경우에 대해 개략적으로 도시한 단면도이다.
투명 디스플레이 패널(100)이 구동되지 않을 때, 제1 가변 차광 패널(210) 및 제2 가변 차광 패널(220)은 모두 제1 광학 모드로 가변 되어 투명 디스플레이 장치(10)가 투명 모드로 작동한다.
즉 제1 가변 차광 패널(210) 및 제2 가변 차광 패널(220) 모두 투명 모드인 제1 광학 모드로 가변 되기 때문에 광을 투과시키며, 가변 차광 패널(200)을 투과하는 광은 디스플레이 패널(100)의 투명 영역(T1) 및 발광 영역(D1)을 모두 투과하게 된다.
따라서 이 경우에는 투명 영역(T1)뿐만 아니라 발광 영역(D1)도 투명 영역(T1)으로 작용할 수 있어 투명 모드에서 높은 투과도를 갖는 투명 디스플레이 장치(10)를 구현할 수 있다.
제1 가변 차광 패널(210) 및 제2 가변 차광 패널(220) 각각에 별도의 광학 모드를 설정하기 위해서 이 때 제1 가변 차광 패널(210)과 제2 가변 차광 패널(220)에 인가되는 전압은 각각 독립적으로 인가된다.
도6b는 복수의 가변 차광 패널을 적용한 투명 디스플레이 장치가 미러 모드로 작동하는 경우에 대해 개략적으로 도시한 단면도이다.
투명 디스플레이 패널(100)이 구동되지 않을 때, 제1 가변 차광 패널(210) 및 제2 가변 차광 패널(220)은 모두 제2 광학 모드로 가변 되어 투명 디스플레이 장치(10)가 미러 모드로 작동한다.
즉 제1 가변 차광 패널(210) 및 제2 가변 차광 패널(220)은 모두 반사 모드인 제2 광학 모드로 가변 되기 때문에 광을 반사시킨다.
구체적으로는 디스플레이 패널(100)의 전면을 통해서 투명 영역(T1) 및 발광 영역(D1)으로 입사되는 광은 각각 제1 가변 차광 패널(210) 및 제2 가변 차광 패널(220)에 의해 다시 반사되어 투명 디스플레이 장치(10)는 미러 모드를 구현할 수 있다.
따라서 이 경우에는 반사 모드로 가변 되는 제2 가변 차광 패널(220)이 발광 영역(D1)으로 입사되는 광을 반사시켜 주기 때문에 애노드 전극(121)을 투명 전극을 사용한다고 하더라도 투명 디스플레이 장치(10)를 반사도가 높은 미러 모드로 작동시킬 수 있다. 즉 투명 애노드 전극(121)을 사용하여 투명 디스플레이 장치(10)가 투명 모드에서는 높은 투과도를 얻고 미러 모드에서는 높은 반사도를 얻을 수 있게 해 준다.
도6c는 복수의 가변 차광 패널을 적용한 투명 디스플레이 장치가 디스플레이 모드로 작동하는 경우에 대해 개략적으로 도시한 단면도이다.
투명 디스플레이 패널(100)이 구동되고 가변 차광 패널(200)이 투명 디스플레이 장치(10)의 배면에 배치될 때, 제1 가변 차광 패널(210)은 제3 광학 모드로 가변 되고, 제2 가변 차광 패널(220)은 제2 광학 모드로 가변 되어 디스플레이 장치가 디스플레이 모드로 작동한다.
디스플레이 장치가 디스플레이 모드로 되는 경우 디스플레이 패널(100)의 투명영역으로 광이 투과되지 않도록 조절하여 ACR(Ambient Contrast Ratio)을 최대한 확보하는 것이 바람직하다.
이에 따라 투명 영역(T1)에 대응되는 제1 가변 차광 패널(210)은 제3 광학 모드로 가변 되어 광을 차단시키고 블랙(black)화 된다. 아울러 발광 영역(D1)에서도 광이 투과되지 않도록 하는 것이 ACR(Ambient Contrast Ratio) 확보를 위해서 바람직하다. 따라서 본 발명의 실시예에서는 제2 가변 차광 패널(220)을 제2 광학 모드, 즉 반사 모드로 만들어 제2 가변 차광 패널의 후면에서 입사되는 외부 광을 차단시킨다.
본 발명의 실시예에 따른 투명 디스플레이 장치(10)는 투명한 애노드 전극(121)을 포함하는 유기 발광 다이오드(120)가 발광하여 디스플레이 전면 방향으로 화상 광을 출사시킬 뿐 아니라 디스플레이 배면 방향으로도 화상 광을 출사시킨다.
이때 제2 가변 차광 패널(200)이 제2 광학 모드, 즉 반사 모드로 구현이 되기 때문에 디스플레이 배면 방향으로도 발광되는 화상 광을 다시 디스플레이 전면 방향으로 반사시켜 휘도의 손실 없이 높은 휘도의 디스플레이 모드를 구현할 수 있게 해준다.
즉 이 경우 유기 발광 다이오드(120)로부터 직접 발광하여 출사되는 제1 화상 광(R1) 및 제2 가변 차광 패널(200)로부터 반사되어 출사되는 제2 화상 광(R2)이 모두 화상을 표시하는데 기여하게 되어 투명 디스플레이 장치(10)는 디스플레이 모드에서 높은 휘도를 얻을 수 있다.
도7a 내지 도7d는 복수의 가변 차광 패널들(210, 220)이 디스플레이 패널(100)의 전면에 배치되는 경우에 있어서, 디스플레이 패널(100)의 구동 여부 및 복수의 가변 차광 패널들(210, 220)의 광학 모드 변환에 따라 디스플레이 장치가 투명 모드, 미러 모드 및 디스플레이 모드로 구현되는 실시예에 대해 도시한 단면도이다.
디스플레이 패널(100)의 전면에 가변 차광 패널(200)이 배치되는 경우, 디스플레이 패널(100)과 가변 차광 패널(200)의 사이에는 컬러 필터 기판(300)이 추가적으로 형성될 수 있다. 이하에서는 컬러 필터 기판(300)이 추가적으로 형성된 실시예에 대해서 설명하도록 한다.
컬러 필터 기판(300)은 컬러 필터 글라스(310)가 형성되어 있고 컬러 필터 글라스(310)의 일면에 컬러 필터(320)가 형성되며, 컬러 필터(320)의 상부면과 컬러 필터 글라스(310)를 덮도록 오버코트층(330)이 형성된다.
본 발명의 실시예에서는 컬러 필터 기판(300)의 오버코트층(330)상에 블랙매트릭스(340)가 형성되지 않은 것으로 도시화하였으나, 다른 실시예에서는 투명 영역(T1)과 발광 영역(D1)이 구분될 수 있는 오버코트층(330)상의 위치에 블랙매트릭스(340)을 형성할 수도 있다.
다만 본 발명에 따른 투명 디스플레이 장치(10)에서는 블랙매트릭스(340)가 형성되지 않아도 가변 차광 패널들(210, 220)들의 모드 변환을 통해서 동일한 역할을 할 수 있는 바, 블랙매트릭스(340)를 제거하여 투명 모드에서의 투과도를 더욱 높일 수 있다.
도7a는 복수의 가변 차광 패널이 투명 디스플레이 장치의 전면에 배치할 때 투명 디스플레이 장치가 투명 모드로 작동하는 경우에 대해 개략적으로 도시한 단면도이다.
이 때 투명 디스플레이 패널(100)은 구동되지 않고 가변 차광 패널(200)은 디스플레이 패널(100)의 전면에 배치되며, 제1 가변 차광 패널(210) 및 제2 가변 차광 패널(220)은 모두 제1 광학 모드로 가변 되어 투명 디스플레이 장치(10)가 투명 모드로 작동한다.
즉 제1 가변 차광 패널(210) 및 제2 가변 차광 패널(220) 모두 투명 모드인 제1 광학 모드로 가변 되기 때문에 광을 투과시키며, 디스플레이 패널(100)을 투과한 광은 컬러 필터 기판(300)을 투과하고 가변 차광 패널(200)의 투명 영역(T1) 및 발광 영역(D1)을 모두 투과한다.
도7a에 따른 본 발명의 일 실시예에서는 유기 발광 다이오드(120)가 투명 특성을 갖도록 애노드 전극(121)을 투명 전극으로 구비하여 실시한다.
따라서 이 경우에는 투명 영역(T1)뿐만 아니라 발광 영역(D1)도 투명 영역(T1)으로 작용할 수 있어 투명 모드에서 투과도가 높은 투명 디스플레이 장치(10)를 구현할 수 있다.
특히, 컬러 필터 기판(300)에 블랙매트릭스(340)가 형성되지 않아도 되는 본 발명의 경우 종래에 블랙매트릭스(340)가 형성되어 있어서 광이 투과되지 않던 부분까지 광이 투과가 가능한 바 투명디스플레이 장치의 투과도를 더욱 높일 수 있다.
도7b는 복수의 가변 차광 패널이 투명 디스플레이 장치의 전면에 배치할 때 투명 디스플레이 장치가 미러 모드로 작동하는 경우에 대해 개략적으로 도시한 단면도이다.
이 때 투명 디스플레이 패널(100)은 구동되지 않고 가변 차광 패널(200)이 디스플레이 패널(100)의 전면에 배치되며, 제1 가변 차광 패널(210) 및 제2 가변 차광 패널(220)은 모두 제2 광학 모드로 가변 되어 투명 디스플레이 장치(10)가 미러 모드로 작동한다.
도7b에 따른 본 발명의 실시예에서는 애노드 전극(121)을 투명 전극 또는 반사 전극으로 형성하여 실시한다.
이 경우 제1 가변 차광 패널(210) 및 제2 가변 차광 패널(220)은 모두 제2 광학 모드로 가변 되기 때문에 디스플레이 장치의 전면을 통해서 입사되는 광은 모두 각각 제1 가변 차광 패널(210) 및 제2 가변 차광 패널(220)에 의해 다시 반사되기 때문에 디스플레이 장치는 미러 모드를 구현할 수 있다.
따라서 이 경우에는 반사 모드로 가변 되는 제1 가변 차광 패널(210) 및 제2 가변 차광 패널(220)이 모두 입사되는 광을 반사시켜 주기 때문에 애노드 전극(121)이 투명 전극이거나 반사 전극인 것에 상관없이 반사도가 높은 미러 모드의 투명 디스플레이 장치(10)를 구현할 수 있다.
도7c는 복수의 가변 차광 패널이 투명 디스플레이 장치의 전면에 배치할 때 투명 디스플레이 장치가 미러 모드로 작동하는 경우에 대한 다른 실시예에 대해서 개략적으로 도시한 단면도이다.
이 때 투명 디스플레이 패널(100)은 구동되지 않고 가변 차광 패널(200)이 디스플레이 패널(100)의 전면에 배치되며, 제1 가변 차광 패널(210)은 제2 광학 모드로 가변 되고, 제2 가변 차광 패널(220)은 제1 광학 모드로 가변 되어 디스플레이 장치가 미러 모드로 작동한다.
도7c에 따른 본 발명의 일 실시예에서는 유기 발광 다이오드(120)가 반사 특성을 갖도록 애노드 전극(121)을 반사 전극으로 구비하여 실시한다.
이 경우 제1 가변 차광 패널(210)은 제2 광학 모드로 가변 되기 때문에 투명 디스플레이 장치(10)의 전면을 통해서 입사되는 광은 제1 가변 차광 패널(210)에 의해 다시 반사되어 투명 영역(T1)에서 반사가 이루어진다.
제2 가변 차광 패널(220)은 제1 광학 모드로 가변이 되기 때문에 디스플레이 장치의 전면을 통해서 입사되는 광은 가변 차광 패널(200) 및 컬러 필터 기판(300)을 통과하여 디스플레이 패널(100)로 입사된다. 그러나 반사 전극인 애노드 전극(121)에 의해 다시 광이 반사되기 때문에 발광 영역(D1)에서 역시 반사가 이루어진다.
상기와 같이 투명 영역(T1) 및 발광 영역(D1)에서 모두 반사가 이루어지는 바 투명 디스플레이 장치(10)는 미러 모드로의 구현이 가능한 것이다.
결국 본 발명의 실시예에 따른 투명 디스플레이 장치(10)의 미러 모드는 도7b 및 도7c에서 기술한 바와 같이 애노드 전극(121)이 반사 전극 또는 투명 전극인 것에 경우인 경우에도 각각 다른 광학 모드 설정에 의해 구현이 가능하다.
도7d는 복수의 가변 차광 패널이 투명 디스플레이 장치의 전면에 배치할 때 투명 디스플레이 장치가 디스플레이 모드로 작동하는 경우에 대해 개략적으로 도시한 단면도이다.
이 때 투명 디스플레이 패널(100)은 구동되고 가변 차광 패널(200)이 디스플레이 패널(100)의 전면에 배치되며, 제1 가변 차광 패널(210)은 제3 광학 모드로 가변 되고, 제2 가변 차광 패널(220)은 제1 광학 모드로 가변 되어 디스플레이 장치가 디스플레이 모드로 작동한다.
이 때 도7d에 따른 본 발명의 실시예에서는 유기 발광 다이오드(120)가 투명 특성을 갖도록 애노드 전극(121)을 투명 전극으로 구비하여 실시하지만, 반사 전극을 사용하여도 무방하다.
디스플레이 패널(100)이 구동되는 경우 발광 영역(D1)의 유기 발광 다이오드(120)는 발광되어 화상 광을 발생시키며 디스플레이 패널(100)의 전면으로 출사되는 화상 광은 컬러 필터 기판(300)을 지나고 투명한 가변 차광 패널(200)을 투과하여 투명 디스플레이 장치(10)가 화상을 표시하도록 해준다.
디스플레이 장치(10)가 디스플레이 모드가 되는 경우 디스플레이 패널(100)의 투명 영역(T1)으로 광이 투과되지 않도록 만들어 ACR(Ambient Contrast Ratio)을 높이는 것이 바람직하다. 이에 따라 투명 영역(T1)에 대응되는 제1 가변 차광 패널(210)은 제3 광학 모드로 가변 되어 광을 차단시키고 블랙(black)화 된다.
아울러 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러 필터 기판(300)은 블랙매트릭스(340)를 구비하지 않는데, 다양한 광학 모드의 가변이 가능한 제1 가변 차광 패널(210)이 블랙매트릭스(340)의 역할을 대신하게 된다.
구체적으로 살펴보면, 디스플레이 패널(100)이 구동 시 유기 발광 다이오드(120)로부터 출사되는 화상 광은 발광 영역(D1)뿐만 아니라 투명 영역(T1)을 향해서도 발광이 된다. 이 때 컬러 필터 기판(300)에 형성된 블랙매트릭스(340)는 유기 발광 다이오드(120)로부터 출사되는 화상 광이 투명 영역(T1)으로 새어나가지 않도록 차단해주는 역할을 한다.
하지만 본 발명의 일 실시예의 경우 블랙매트릭스(340)가 없더라도 제1 가변 차광 패널(210)이 제3 광학 모드인 차광 모드로 가변 되기 때문에 유기 발광 다이오드(120)로부터 발생되어 투명영역(T1)으로 출사되는 화상 광은 투명 디스플레이 장치(10)의 전면을 통과하여 지나가지 않도록 차단된다.
이는 블랙매트릭스(340)가 구비된 컬러 필터 기판(300)에서 블랙매트릭스(340)가 수행하는 역할과 동일한 것이기 때문에 본 발명에서는 블랙매트릭스(340)를 형성하지 않아도 화상 광이 투명 영역(T1)으로 새어나가지 않도록 할 수 있다.
아울러 본 발명의 일 실시예로 디스플레이 패널(100)의 구동 여부에 따라, 디스플레이 패널(100)의 일면에 배치된 가변 차광 패널(200)의 광학 모드를 조절하여 사용자 모드 또는 생산자 모드에 따라 투명 모드, 미러 모드 및 디스플레이 모드 중 하나의 모드로 선택적으로 작동되는 투명 디스플레이 장치(10) 및 작동 방법을 제공한다.
이 때 사용자 모드는 투명 디스플레이 장치(10)를 직접적으로 사용하는 수요자가 투명 디스플레이 장치(10)를 사용하는 모드를 의미한다.
그리고 생산자 모드는 수요자에게 공급하기 위해 투명 디스플레이 장치(10)를 생산하는 공급자가 사용하는 모드를 의미한다. 즉 생산자 모드는 생산자가 생산 과정에서 투명 디스플레이 장치(10)를 사용하거나, 생산 완료 후에 투명 디스플레이 장치(10)를 수요자에게 공급하기 전에 사용하는 모드를 포함하는 것으로, 수요자에게 공급되기 전까지의 모든 가능한 모드를 포함한다.
이 외에 다른 구성 요소들에 대한 설명은 앞서 설명한 내용들과 동일한 바 추가 설명은 생략하도록 한다.
이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 통상의 기술자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 따라서, 이러한 변경과 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명의 범주 내에 포함되는 것으로 이해될 수 있을 것이다.
P : 화소 SP1, SP2, SP3, SP4 : 서브 화소
T(T1, T2, T3, T4) : 투명영역 D(D1, D2, D3, D4) : 발광영역
10 : 투명 디스플레이 장치 100 : 디스플레이 패널
101 : 디스플레이 패널 하부 기판 102 : 인캡 기판
103: 게이트 전극 104 : 반도체층
105 : 게이트 절연막 109 : 제1층간 절연막
111 : 드레인 전극 113 : 소스 전극
115 : 제2층간 절연막 117 : 뱅크
120 : 유기 발광 소자(OLED) 121 : 애노드 전극
123 : 유기 발광층 125 : 캐소드 전극
200 : 가변 차광 패널
201(201a, 201b) : 제1 전극 기판(서브) 202(202a, 202b) : 평평부
203 : 제2 전극 기판 204(204a, 204b) : 요철부
205 : 외부 격벽 207(207a, 207b) : 셀 영역(서브)
208 : 겔 전해질 211 : 반사층
213 : 차광층 300 : 컬러 필터 기판
310 : 컬러 필터 글라스 320 : 컬러 필터
330 : 오버코트층 340 : 블랙매트릭스
R1 : 제1 화상 광 R2 : 제2 화상 광

Claims (14)

  1. 투명 영역과 유기 발광 다이오드가 구비된 발광 영역을 갖는 복수의 서브 화소가 구비된 디스플레이 패널; 및
    상기 디스플레이 패널의 일면에 배치된 가변 차광 패널을 포함하고,
    상기 가변 차광 패널은 제1 광학 모드, 제2 광학 모드 및 제3 광학 모드 중 하나의 광학 모드로 선택적으로 가변 되는 투명 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가변 차광 패널은 평평부를 갖는 제1 전극 기판;
    외부 격벽에 의해 상기 제1 전극 기판과 이격되어 배치된 요철부를 갖는 제2 전극 기판; 및
    상기 제1 전극 기판, 상기 제2 전극 기판 및 상기 외부 격벽에 의해 구획된 셀 영역으로 구성되고,
    상기 제1 전극 기판의 평평부와 상기 제2 전극 기판의 요철부는 서로 마주하도록 배치되며,
    상기 셀 영역에는 금속 이온을 포함한 전기 변색(electrochromic) 물질이 개재된 투명 디스플레이 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 광학 모드는 상기 제1 전극 기판과 상기 제2 전극 기판 사이에 전압이 형성되지 않은 투명 모드이고,
    상기 제2 광학 모드는 상기 제1 전극 기판의 전위가 상기 제2 전극 기판의 전위보다 낮게 형성되어 상기 금속 이온이 상기 평평부에 가변 전착(reversible electrodeposition)된 반사 모드이며,
    상기 제3 광학 모드는 상기 제1 전극 기판의 전위가 상기 제2 전극 기판의 전위보다 높게 형성되어 상기 금속 이온이 상기 요철부에 가변 전착(reversible electrodeposition)된 차광 모드인 투명 디스플레이 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 가변 차광 패널은 상기 외부 격벽과 대향하도록 구비된 내부 격벽; 상기 내부 격벽에 의해 구획된 복수의 서브 셀 영역들; 및
    상기 서브 셀 영역들에 대응되도록 상기 내부 격벽에 의해 상기 제1 전극 기판이 구획된 복수의 제1 서브 전극 기판들을 포함하고
    상기 구획된 서브 셀 영역들 및 상기 제1 서브 전극 기판들은 상기 발광 영역 및 투명 영역에 대응되도록 배치된 투명 디스플레이 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 평평부의 RMS(Root mean square) 조도는 5nm이하이고,
    상기 요철부의 RMS((Root mean square) 조도는 50nm이상인 투명 디스플레이 장치.
  6. 투명 영역 및 유기 발광 다이오드가 구비된 발광 영역을 갖는 복수의 서브 화소가 구비된 디스플레이 패널의 구동 여부에 따라,
    상기 디스플레이 패널의 일면에 배치되며 제1 광학 모드, 제2 광학 모드 및 제3 광학 모드 중 하나의 광학 모드로 선택적으로 가변 되는 가변 차광 패널의 광학 모드를 조절하여 투명 모드, 미러 모드 및 디스플레이 모드 중 하나의 모드로 선택적으로 작동시키는 투명 디스플레이 장치의 작동 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 투명 디스플레이 패널이 구동되지 않을 때,
    상기 가변 차광 패널은 상기 제1 광학 모드로 가변 되어 상기 투명 디스플레이 장치가 투명 모드로 작동하거나
    상기 가변 차광 패널은 상기 제2 광학 모드로 가변 되어 상기 투명 디스플레이 장치가 미러 모드로 작동하는 투명 디스플레이 장치의 작동 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 투명 디스플레이 패널이 구동되고 상기 가변 차광 패널이 상기 투명 디스플레이 패널의 배면에 배치될 때,
    상기 가변 차광 패널은 상기 제3 광학 모드로 가변 되어 상기 투명 디스플레이 장치가 디스플레이 모드로 작동하는 투명 디스플레이 장치의 작동 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 가변 차광 패널은 상기 투명 영역 및 상기 발광 영역에 각각 대응되도록 배치되는 복수의 제1 가변 차광 패널 및 제2 가변 차광 패널들로 분리되는 투명 디스플레이 장치의 작동 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 투명 디스플레이 패널이 구동되지 않을 때,
    상기 제1 가변 차광 패널 및 제2 가변 차광 패널은 상기 제1 광학 모드로 가변 되어 상기 투명 디스플레이 장치가 투명 모드로 작동하거나
    상기 제1 가변 차광 패널 및 제2 가변 차광 패널은 상기 제2 광학 모드로 가변 되어 상기 투명 디스플레이 장치가 미러 모드로 작동하는 투명 디스플레이 장치의 작동 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 투명 디스플레이 패널이 구동되고 상기 가변 차광 패널이 상기 투명 디스플레이 패널의 배면에 배치될 때,
    상기 제1 가변 차광 패널은 제3 광학 모드로 가변 되고 상기 제2 가변 차광 패널은 제2 광학 모드로 가변 되어 상기 투명 디스플레이 장치가 디스플레이 모드로 작동하는 투명 디스플레이 장치의 작동 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 투명 디스플레이 패널이 구동되지 않고 상기 가변 차광 패널이 상기 투명 디스플레이 패널의 전면에 배치될 때,
    상기 제1 가변 차광 패널은 제2 광학 모드로 가변 되고 상기 제2 가변 차광 패널은 상기 제1 광학 모드로 가변 되어 상기 투명 디스플레이 장치가 미러 모드로 작동하는 투명 디스플레이 장치의 작동 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 투명 디스플레이 패널이 구동되고 상기 가변 차광 패널이 상기 투명 디스플레이 패널의 전면에 배치될 때,
    상기 제1 가변 차광 패널은 제3 광학 모드로 가변 되고 상기 제2 가변 차광 패널은 상기 제1 광학 모드로 가변 되어 상기 투명 디스플레이 장치가 디스플레이 모드로 작동하는 투명 디스플레이 장치의 작동 방법.
  14. 투명 영역 및 유기 발광 다이오드가 구비된 발광 영역을 갖는 복수의 서브 화소가 구비된 디스플레이 패널의 구동 여부에 따라,
    상기 디스플레이 패널의 일면에 배치되며 제1 광학 모드, 제2 광학 모드 및 제3 광학 모드 중 하나의 광학 모드로 선택적으로 가변 되는 가변 차광 패널의 광학 모드를 조절하여 사용자 모드 또는 생산자 모드에 따라 투명 모드, 미러 모드 및 디스플레이 모드 중 하나의 모드로 선택적으로 작동되는 투명 디스플레이 장치의 작동 방법.
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