KR20170071057A - 광 제어 장치, 및 그를 포함한 투명표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 제1 및 제2 베이스 필름 각각을 재단할 필요가 없을 뿐만 아니라 한 번의 TAB 공정으로 연성회로보드를 제1 및 제2 베이스 필름 각각에 부착함으로써 제조 공정을 단순화할 수 있는 광 제어 장치, 및 그를 포함한 투명표시장치에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 광 제어 장치는 일면 상에 배치된 제1 패드들을 포함하는 제1 베이스 필름, 상기 제1 베이스 필름의 일면과 마주보는 일면 상에 배치된 제2 패드들을 포함하는 제2 베이스 필름, 및 상기 제1 패드들 및 상기 제2 패드들과 전기적으로 연결되는 연성회로보드를 구비한다.

Description

광 제어 장치, 및 그를 포함한 투명표시장치{LIGHT CONTROLLING DEVICE, AND TRANSPARENT DISPLAY DEVICE INCLUDING THE SAME}
본 발명의 실시예는 광 제어 장치, 및 그를 포함한 투명표시장치에 관한 것이다.
최근 정보화 시대로 접어듦에 따라 대량의 정보를 처리 및 표시하는 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응하여 여러 가지 다양한 표시장치가 개발되어 각광받고 있다. 이와 같은 표시장치의 구체적인 예로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display device: LCD), 플라즈마표시장치(Plasma Display Panel device: PDP), 전계방출표시장치(Field Emission Display device: FED), 전기발광표시장치(Electroluminescence Display device: ELD), 유기발광소자(Organic Light Emitting Diodes: OLED) 등을 들 수 있다.
최근에는 표시장치는 박형화, 경량화, 및 저소비 전력화되고 있으며, 이로 인해 표시장치의 적용 분야가 계속 증가하고 있다. 특히, 표시장치는 대부분의 전자 장치나 모바일 기기에서 사용자 인터페이스의 하나로 사용되고 있다.
또한, 최근에는 특성상 사용자가 표시장치의 배면(背面)에 위치한 사물 또는 배경을 볼 수 있는 투명표시장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 투명표시장치는 공간 활용성, 인테리어 및 디자인의 장점을 가지며, 다양한 응용분야를 가질 수 있다. 투명표시장치는 정보인식, 정보처리 및 정보표시의 기능을 투명한 전자기기로 구현함으로써 기존 전자기기의 공간적 및 시각적 제약을 해소할 수 있다. 예를 들어, 투명표시장치는 건물이나 자동차의 창문(window)에 적용되어 배경을 보이거나 화상을 표시하는 스마트 창(smart window)으로 구현될 수 있다.
투명표시장치는 유기발광 표시장치로 구현될 수 있으며, 이 경우 전력 소비가 적은 장점이 있으나, 어두운 환경에서는 명암비(contrast ratio)에 문제가 없지만 빛이 있는 환경에서는 명암비가 저하되는 단점이 있다. 어두운 환경의 명암비는 암실 명암비, 빛이 있는 환경의 명암비는 명실 명암비로 정의될 수 있다. 즉, 투명표시장치는 배면(背面)에 위치한 사물 또는 배경을 볼 수 있도록 하기 위해 투과 영역이 존재하므로, 이로 인해 명실 명암비가 저하되는 문제가 있다. 그러므로, 투명표시장치가 유기발광표시장치로 구현되는 경우 명실 명암비가 저하되는 것을 방지하기 위해 빛을 차단하는 차광 모드와 빛을 투과시키는 투과 모드를 구현할 수 있는 광 제어 장치가 필요하다.
광 제어 장치는 서로 마주보는 제1 베이스 필름 및 제2 베이스 필름, 상기 제1 베이스 필름의 일면에 마련된 제1 전극, 상기 제1 전극과 마주보도록 상기 제2 베이스 필름의 일면에 마련된 제2 전극, 및 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 마련된 전기변색층, 및 제1 전극과 제2 전극에 전압을 인가하기 위한 회로보드를 포함할 수 있다. 회로보드는 제1 베이스 필름과 제2 베이스 필름 각각에 부착될 수 있다. 이 경우, 제1 베이스 필름 및 제2 베이스 필름 각각에 회로보드가 부착되기 때문에, 제1 베이스 필름 및 제2 베이스 필름 각각을 재단하여야 하는 문제가 있다. 또한, 회로보드를 제1 베이스 필름과 제2 베이스 필름 각각에 부착하기 위한 두 번의 TAB(tape automated bonding) 공정이 필요하다. 따라서, 광 제어 장치를 제조하기 위한 제조 공정이 복잡한 문제가 있다.
본 발명은 제1 및 제2 베이스 필름 각각을 재단할 필요가 없을 뿐만 아니라 한 번의 TAB 공정으로 연성회로보드를 제1 및 제2 베이스 필름 각각에 부착함으로써 제조 공정을 단순화할 수 있는 광 제어 장치, 및 그를 포함한 투명표시장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 광 제어 장치는 일면 상에 배치된 제1 패드들을 포함하는 제1 베이스 필름, 상기 제1 베이스 필름의 일면과 마주보는 일면 상에 배치된 제2 패드들을 포함하는 제2 베이스 필름, 및 상기 제1 패드들 및 상기 제2 패드들과 전기적으로 연결되는 연성회로보드를 구비한다.
본 발명의 실시예에 따른 투명표시장치는 빛을 투과시키고 화상을 표시하는 투명표시패널, 및 상기 투명표시패널의 적어도 일면에 배치된 광 제어 장치를 포함한다. 상기 광 제어 장치는 일면 상에 배치된 제1 패드들을 포함하는 제1 베이스 필름, 상기 제1 베이스 필름의 일면과 마주보는 일면 상에 배치된 제2 패드들을 포함하는 제2 베이스 필름, 및 상기 제1 패드들 및 상기 제2 패드들과 전기적으로 연결되는 연성회로보드를 구비한다.
상기 과제의 해결 수단에 의하면, 본 발명의 실시예는 연성회로보드에 마련된 절연필름의 제1 면 상에 구동전압배선을 배치하고, 제2 면 상에 공통전압배선을 배치하며, 구동전압배선을 제1 베이스 필름의 일면 상에 배치된 제1 패드들에 전기적으로 연결하고, 공통전압배선을 제1 베이스 필름과 마주보는 제2 베이스 필름의 일면 상에 배치된 제2 패드들에 전기적으로 연결한다. 그 결과, 본 발명의 실시예는 제1 및 제2 베이스 필름들 각각을 재단할 필요가 없을 뿐만 아니라 한 번의 TAB 공정으로 연성회로보드를 제1 및 제2 베이스 필름 각각에 부착할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 제조 공정을 단순화할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예는 구동전압배선과 공통전압배선이 절연필름을 사이에 두고 일부 또는 완전히 중첩되도록 배치될 수 있기 때문에, 구동전압배선과 공통전압배선이 중첩되지 않은 경우와 비교하여, 연성회로보드의 폭이 줄어들 수 있다.
위에서 언급된 본 발명의 효과 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 투명표시장치를 보여주는 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 투명표시장치의 투명표시패널, 게이트 구동부, 소스 드라이브 IC, 연성필름, 표시용 회로보드, 및 타이밍 제어부를 보여주는 평면도.
도 3은 도 2의 표시 영역의 화소를 보여주는 일 예시도면.
도 4는 도 3의 Ⅰ-Ⅰ'의 단면도.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광 제어 장치를 보여주는 평면도.
도 6 및 도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광 제어 장치의 일측 단면을 보여주는 단면도.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 광 제어 장치를 보여주는 평면도.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 광 제어 장치를 보여주는 평면도.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 광 제어 장치의 일측 단면을 보여주는 단면도.
본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. "적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1 항목, 제2 항목 및 제3 항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제1 항목, 제2 항목 또는 제3 항목 각각 뿐만 아니라 제1 항목, 제2 항목 및 제3 항목 중에서 두 개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다. "상에"라는 용어는 어떤 구성이 다른 구성의 바로 상면에 형성되는 경우뿐만 아니라 이들 구성들 사이에 제3의 구성이 개재되는 경우까지 포함하는 것을 의미한다.
이하에서는 본 발명에 따른 광 제어 장치, 및 그를 포함한 투명표시장치의 바람직한 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 투명표시장치를 보여주는 사시도이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 투명표시장치의 투명표시패널, 게이트 구동부, 소스 드라이브 IC, 연성필름, 표시용 회로보드, 및 타이밍 제어부를 보여주는 평면도이다. 도 3은 도 2의 표시 영역의 화소를 보여주는 일 예시도면이다. 도 4는 도 3의 Ⅰ-Ⅰ'의 단면도이다.
이하에서는 도 1 내지 도 4를 결부하여 본 발명의 실시예에 따른 투명표시장치를 상세히 설명한다. 도 1 내지 도 4에서 X축은 게이트 라인과 나란한 방향을 나타내고, Y축은 데이터 라인과 나란한 방향을 나타내며, Z축은 투명 표시 장치의 높이 방향을 나타낸다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 투명표시장치는 투명표시패널(100), 게이트 구동부(120), 소스 드라이브 집적회로(integrated circuit, 이하 "IC"라 칭함)(130), 연성필름(140), 표시용 회로보드(150), 타이밍 제어부(160), 광 제어 장치(200), 및 접착층(300)을 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 투명표시장치는 유기발광 표시장치(Organic Light Emitting Display)로 구현된 것을 중심으로 설명하였으나, 액정표시장치(Liquid Crystal Display) 또는 전기영동 표시장치(Electrophoresis display)로도 구현될 수 있다.
투명표시패널(100)은 서로 마주보는 제1 기판(111)과 제2 기판(112)을 포함한다. 제2 기판(112)은 봉지 기판일 수 있다. 제1 기판(111)은 제2 기판(112)보다 크게 형성되며, 이로 인해 제1 기판(111)의 일부는 제2 기판(112)에 의해 덮이지 않고 노출될 수 있다.
투명표시패널(100)의 표시 영역(DA)에는 게이트 라인들과 데이터 라인들이 형성되며, 게이트 라인들과 데이터 라인들의 교차 영역들에는 발광부들이 형성될 수 있다. 표시 영역(DA)의 발광부들은 화상을 표시할 수 있다.
표시 영역(DA)은 도 3과 같이 투과 영역(TA)와 발광 영역(EA)을 포함한다. 투명표시패널(100)은 투과 영역(TA)들로 인해 투명 표시 패널(100)의 배면(背面)에 위치한 사물 또는 배경을 볼 수 있으며, 발광 영역(EA)들로 인해 화상을 표시할 수 있다. 도 3에서는 투과 영역(TA)과 발광 영역(EA)이 게이트 라인 방향(X축 방향)으로 길게 형성된 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 즉, 투과 영역(TA)과 발광 영역(EA)은 데이터 라인 방향(Y축 방향)으로 길게 형성될 수도 있다.
투과 영역(TA)은 입사되는 빛을 거의 그대로 통과시키는 영역이다. 발광 영역(EA)은 빛을 발광하는 영역이다. 발광 영역(EA)은 복수의 화소(P)들을 포함할 수 있으며, 화소(P)들 각각은 도 3과 같이 적색 발광부(RE), 녹색 발광부(GE), 및 청색 발광부(BE)를 포함하는 것을 예시하였지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 화소(P)들 각각은 적색 발광부(RE), 녹색 발광부(GE) 및 청색 발광부(BE) 외에 흰색 발광부를 더 포함할 수도 있다. 또는, 화소(P)들 각각은 적색 발광부(RE), 녹색 발광부(GE), 청색 발광부(BE), 옐로우(yellow) 발광부, 자홍색(magenta) 발광부, 및 청록색(cyan) 발광부 중에 적어도 두 개 이상의 발광부들을 포함할 수 있다.
적색 발광부(RE)는 적색광을 발광하는 영역이고, 녹색 발광부(GE)는 녹색광을 발광하는 영역이며, 청색 발광부(BE)는 청색광을 발광하는 영역이다. 발광 영역(EA)의 적색 발광부(RE), 녹색 발광부(GE), 및 청색 발광부(BE)는 소정의 빛을 발광하며, 입사되는 빛을 투과시키지 않는 비투과 영역에 해당한다.
적색 발광부(RE), 녹색 발광부(GE), 및 청색 발광부(BE) 각각에는 도 4와 같이 트랜지스터(T), 애노드 전극(AND), 유기층(EL), 캐소드 전극(CAT)이 마련될 수 있다.
트랜지스터(T)는 하부 기판(111)상에 마련된 액티브층(ACT), 액티브층(ACT)상에 마련된 제1 절연막(I1), 제1 절연막(I1)상에 마련된 게이트 전극(GE), 게이트 전극(GE)상에 마련된 제2 절연막(I2), 제2 절연막(I2)상에 마련되고 제1 및 제2 콘택홀들(CNT1, CNT2)을 통해 액티브층(ACT)에 접속되는 소스 전극(SE)과 드레인 전극(DE)을 포함한다. 도 4에서는 트랜지스터(T)가 탑 게이트 방식으로 형성된 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않으며, 게이트 전극(GE)이 액티브층(ACT)아래 배치되는 보텀 게이트 방식으로 형성될 수도 있다.
애노드 전극(AND)은 소스 전극(SE)과 드레인 전극(DE)상에 마련된 층간 절연막(ILD)을 관통하는 제3 콘택홀(CNT3)을 통해 트랜지스터(T)의 드레인 전극(DE)에 접속된다. 서로 인접한 애노드 전극(AND)들 사이에는 뱅크(B)가 마련되며, 이로 인해 서로 인접한 애노드 전극(AND)들은 전기적으로 절연될 수 있다.
애노드 전극(AND)상에는 유기층(EL)이 마련된다. 유기층(EL)은 정공 수송층(hole transporting layer), 유기발광층(organic light emitting layer), 전자 수송층(electron transporting layer)을 포함할 수 있다. 유기층(EL)과 뱅크(B) 상에는 캐소드 전극(CAT)이 마련된다. 애노드 전극(AND)과 캐소드 전극(CAT)에 전압이 인가되면 정공과 전자가 각각 정공 수송층과 전자 수송층을 통해 유기발광층으로 이동되며, 유기발광층에서 서로 결합하여 발광하게 된다.
도 4에서는 투명표시패널(100)이 전면(前面) 발광(top emission) 방식으로 구현된 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않으며, 배면(背面) 발광(bottom emission) 방식으로 구현될 수도 있다. 전면 발광 방식에서는 유기층(EL)의 빛이 상부 기판 방향으로 발광하므로, 트랜지스터(T)가 뱅크(B)와 애노드 전극(AND) 아래에 넓게 마련될 수 있다. 따라서, 전면 발광 방식은 배면 발광 방식에 비해 트랜지스터(T)의 설계 영역이 넓다는 장점이 있다. 전면 발광 방식에서는 애노드 전극(AND)이 알루미늄, 알루미늄과 ITO의 적층 구조와 같은 반사율이 높은 금속물질로 형성되고, 캐소드 전극(CAT)이 ITO, IZO와 같은 투명한 금속물질로 형성되는 것이 바람직하다. 그러나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 캐소드 전극(CAT)은 수백 옴스트롱(Å) 이하의 두께로 얇게 형성된 은(Ag), 티타늄(Ti), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 또는 은(Ag)과 마그네슘(Mg)의 합금 중 어느 하나일 수도 있다. 이 경우, 캐소드 전극(CAT)은 반투과층이 되어, 실질적으로 투명한 캐소드로 사용될 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 투명표시장치의 화소(P)들 각각은 입사되는 빛을 거의 그대로 통과시키는 투과 영역(TA)과 빛을 발광하는 발광 영역(EA)을 포함한다. 그 결과, 본 발명의 실시예는 투명표시장치의 투과 영역(TA)들을 통해 투명표시장치의 배면에 위치한 사물 또는 배경을 볼 수 있다.
게이트 구동부(120)는 타이밍 제어부(160)로부터 입력되는 게이트 제어신호 에 따라 게이트 라인들에 게이트 신호들을 공급한다. 도 2에서는 게이트 구동부(120)가 투명표시패널(100)의 표시영역(DA)의 일 측 바깥쪽에 GIP(gate driver in panel) 방식으로 형성된 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 즉, 게이트 구동부(120)는 투명표시패널(100)의 표시영역(DA)의 양 측 바깥쪽에 GIP 방식으로 형성될 수도 있고, 또는 구동 칩으로 제작되어 연성필름에 실장되고 TAB(tape automated bonding) 방식으로 투명표시패널(100)에 부착될 수도 있다.
소스 드라이브 IC(130)는 타이밍 제어부(160)로부터 디지털 비디오 데이터와 소스 제어신호를 입력받는다. 소스 드라이브 IC(130)는 소스 제어신호에 따라 디지털 비디오 데이터를 아날로그 데이터전압들로 변환하여 데이터 라인들에 공급한다. 소스 드라이브 IC(130)가 구동 칩으로 제작되는 경우, COF(chip on film) 또는 COP(chip on plastic) 방식으로 연성필름(140)에 실장될 수 있다.
제1 기판(111)의 크기는 제2 기판(112)의 크기보다 크기 때문에, 제1 기판(111)의 일부는 제2 기판(112)에 의해 덮이지 않고 노출될 수 있다. 제2 기판(112)에 의해 덮이지 않고 노출된 제1 기판(111)의 일부에는 표시용 패드들이 마련된다. 표시용 패드들은 데이터 패드들일 수 있다.
연성필름(140)에는 표시용 패드들과 소스 드라이브 IC(130)를 연결하는 배선들, 표시용 패드들과 표시용 회로보드(150)의 배선들을 연결하는 배선들이 형성될 수 있다. 연성필름(140)은 이방성 도전 필름(antisotropic conducting film)을 이용하여 표시용 패드들 상에 부착되며, 이로 인해 표시용 패드들과 연성필름(140)의 배선들이 연결될 수 있다.
표시용 회로보드(150)는 연성필름(140)들에 부착될 수 있다. 표시용 회로보드(150)는 구동 칩들로 구현된 다수의 회로들이 실장될 수 있다. 예를 들어, 표시용 회로보드(150)에는 타이밍 제어부(160)가 실장될 수 있다. 표시용 회로보드(150)는 인쇄회로보드(printed circuit board) 또는 연성 인쇄회로보드(flexible printed circuit board)일 수 있다.
타이밍 제어부(160)는 외부의 시스템 보드(미도시)로부터 디지털 비디오 데이터와 타이밍 신호를 입력받는다. 타이밍 제어부(60)는 타이밍 신호에 기초하여 게이트 구동부(120)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 제어신호와 소스 드라이브 IC(130)들을 제어하기 위한 소스 제어신호를 발생한다. 타이밍 제어부(60)는 게이트 제어신호를 게이트 구동부(120)에 공급하고, 소스 제어신호를 소스 드라이브 IC(30)들에 공급한다.
광 제어 장치(200)는 차광 모드에서 입사되는 빛을 차단하고, 투과 모드에서 입사되는 빛을 투과시킬 수 있다. 예를 들어, 광 제어 장치(200)는 전기변색 장치(Electrochromic Device)일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 전기변색 장치(Electrochromic Device)는 낮은 구동 전압으로 투과 모드에서 차광 모드로 전환하거나 차광 모드에서 투과 모드로 전환할 수 있는 장점이 있다. 또한, 전기변색 장치는 투과 모드에서 차광 모드로 또는 차광 모드에서 투과 모드로 모드 전환 시에만 전압이 인가되면 되므로, 투과 모드를 유지하거나 차광 모드를 유지하기 위해 전압을 지속적으로 인가할 필요가 없는 장점이 있다. 이러한 본 발명의 실시예에 따른 광 제어 장치(200)에 대한 자세한 설명은 도 5 내지 도 7을 결부하여 후술하기로 한다.
접착층(300)은 투명표시패널(100)과 광 제어 장치(200)를 접착한다. 접착층(300)은 OCA(optically clear adhesive)와 같은 투명접착필름 또는 OCR(optically clear resin)과 같은 투명접착제일 수 있다. 이 경우, 접착층(300)은 투명표시패널(100)과 광 제어 장치(200) 사이의 굴절률 매칭을 위해 1.4 내지 1.9 사이의 굴절률을 가질 수 있다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광 제어 장치를 보여주는 평면도이다. 도 6 및 도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광 제어 장치의 일측 단면을 보여주는 단면도이다. 여기서, 도 6은 제1 패드와 구동전압배선이 접속되는 부분의 단면을 보여주는 단면도이며, 도 7은 제2 패드와 공통전압배선이 접속되는 부분의 단면도이다.
이하에서는 도 5 내지 도 7을 결부하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 광 제어 장치를 상세히 설명한다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 광 제어 장치(200)는 광 제어 영역(LCA), 접착 부재(SL) 및 패드 영역(PA)을 포함한다. 광 제어 영역(LCA)은 도 2의 표시 영역(DA)과 대응되는 위치에 마련된다. 접착 부재(SL)는 제1 및 제2 베이스 필름들(210, 220) 사이에 마련된다. 접착 부재(SL)는 제1 및 제2 베이스 필름들(210, 220)을 접착시키는 역할을 한다. 접착 부재(SL)는 제1 및 제2 베이스 필름들(210, 220)의 테두리에 배치된다. 패드 영역(PA)에는 연성회로보드(260)가 부착된다. 패드 영역(PA)에는 제1 패드(231)들 및 제2 패드(241)들이 마련된다. 제1 패드(231)들은 연성회로보드(260)에 마련된 구동전압배선(265)과 전기적으로 연결되고, 제2 패드(241)들은 연성회로보드(260)에 마련된 공통전압배선(267)과 전기적으로 연결된다.
구체적으로 광 제어 장치(200)는 제1 베이스 필름(210), 제2 베이스 필름(220), 제1 전극(230), 제2 전극(240), 전기변색층(255), 카운터층(257), 전해질층(259), 연성회로보드(260), 및 전압 공급부(280)를 포함한다.
제1 베이스 필름(210)과 제2 베이스 필름(220)은 서로 마주보도록 배치된다. 이 경우, 제1 패드(231)들에 인접한 제1 베이스 필름(210)의 일 측면(210a)과 제2 패드(241)들에 인접한 제2 베이스 필름(220)의 일 측면(220a)은 나란하게 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 베이스 필름(210)과 제2 베이스 필름(220)은 TAC(triacetyl cellulose) 또는 DAC(diacetyl cellulose) 등과 같은 셀룰로오스 수지, 노르보르넨 유도체(Norbornene derivatives) 등의 COP(cyclo olefin polymer), COC(cyclo olefin copolymer), PMMA(poly(methylmethacrylate) 등의 아크릴 수지, PC(polycarbonate), PE(polyethylene) 또는 PP(polypropylene) 등의 폴리올레핀(polyolefin), PVA(polyvinyl alcohol), PES(poly ether sulfone), PEEK(polyetheretherketone), PEI(polyetherimide), PEN(polyethylenenaphthalate), PET(polyethyleneterephthalate) 등의 폴리에스테르(polyester), PI(polyimide), PSF(polysulfone), 또는 불소 수지(fluoride resin) 등을 포함하는 시트 또는 필름일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제1 전극(230)은 제2 베이스 필름(220)과 마주보는 제1 베이스 필름(210)의 일면 상에 마련된다. 제2 전극(240)은 제1 베이스 필름(210)과 마주보는 제2 베이스 필름(220)의 일면 상에 마련된다. 제1 전극(230)은 제1 패드(231)들과 접속되고, 제2 전극(240)은 제2 패드(241)들과 접속된다. 예를 들어, 제1 및 제2 전극들(230, 240)은 산화물(예; AgO 또는 Ag2O 또는 Ag2O3), 알루미늄 산화물(예; Al2O3), 텅스텐 산화물 (예; WO2 또는 WO3 또는 W2O3), 마그네슘 산화물(예; MgO), 몰리브덴 산화물(예; MoO3), 아연 산화물(예; ZnO), 주석 산화물(예; SnO2), 인듐 산화물(예; In2O3), 크롬 산화물(예; CrO3 또는 Cr2O3), 안티몬 산화물(예; Sb2O3 또는 Sb2O5), 티타늄 산화물(예; TiO2), 니켈 산화물(예;NiO), 구리 산화물(예; CuO 또는 Cu2O), 바나듐 산화물(예; V2O3 또는 V2O5), 코발트 산화물(예; CoO), 철 산화물(예; Fe2O3 또는 Fe3O4), 니오븀 산화물(예; Nb2O5), 인듐 주석 산화물(예; Indium Tin Oxide, ITO), 인듐 아연 산화물(예; Indium Zinc Oxide, IZO), 알루미늄 도핑된 아연 산화물(예; Aluminum doped Zinc Oxide, ZAO), 알루미늄 도핑된 주석 산화물(예; Aluminum Tin Oxide, TAO) 또는 안티몬 주석 산화물(예; Antimony Tin Oxide, ATO) 일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제1 패드(231)들은 패드 영역(PA)에 배치되며, 제2 베이스 필름(220)과 마주보는 제1 베이스 필름(210)의 일면 상에는 마련된다. 제1 패드(231)들은 제1 전극(230)과 전기적으로 연결되어 전압 공급부(280)로부터 공급된 제1 전압을 제1 전극(230)으로 인가한다. 이를 위해 제1 패드(231)들은 연성회로보드(260)에 마련된 구동전압배선(265)과 전기적으로 연결된다. 이러한, 제1 패드(231)들은 제1 전극(230)과 동일한 공정을 통해 동시에 마련될 수 있으며, 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
제2 패드(241)들은 패드 영역(PA)에 배치되며, 제1 베이스 필름(210)과 마주보는 제2 베이스 필름(220)의 일면 상에 마련된다. 제2 패드(241)들은 제2 전극(240)과 전기적으로 연결되어, 전압 공급부(280)로부터 공급된 제2 전압을 제2 전극(240)으로 인가한다. 이를 위해 제2 패드(241)들은 연성회로보드(260)에 마련된 공통전압배선(267)과 전기적으로 연결된다. 이러한, 제2 패드(241)들은 제2 전극(240)과 동일한 공정을 통해 동시에 마련될 수 있으며, 동일한 물질로 이루어 질 수 있다.
전기변색층(255), 카운터층(257), 및 전해질층(259)은 제1 전극(230)과 제2 전극(240)에 전압이 인가되면 전기화학적 산화환원 반응이 일어나며, 이로 인해 전기변색층(255)의 색이 변하게 된다.
예를 들어, 제1 전극(230)에 제1 전압이 인가되고 제2 전극(240)에 제2 전압이 인가되면, 전기변색층(255)에서는 환원 반응이 일어나고, 카운터층(257)에서는 산화 반응이 일어난다. 전기변색층(255)은 환원 반응에 의해 블랙과 같은 소정의 색으로 변하게 되므로, 입사되는 빛을 차광할 수 있다. 즉, 광 제어장치(200)는 입사되는 빛을 차광하는 차광 모드를 구현할 수 있다.
또한, 제1 전극(230)에 제2 전압이 인가되고 제2 전극(240)에 제1 전압이 인가되면, 전기변색층(255)에서는 산화 반응이 일어나고, 카운터층(257)에서는 환원 반응이 일어난다. 전기변색층(255)은 산화 반응에 의해 투명하게 변하게 되므로, 입사되는 빛을 그대로 통과시킬 수 있다. 즉, 광 제어장치(200)는 입사되는 빛을 투과시키는 투과 모드를 구현할 수 있다. 여기서, 제1 전압은 네거티브 전압일 수 있으며, 제2 전압은 포지티브 전압일 수 있다.
전기변색층(255)은 제1 전극(230)과 제2 전극(240) 사이에 배치된다. 전기변색층(255)은 투명 도전성 산화물(Transparent Conductive Oxides, TCO)과 같은 코어 물질과 코어 물질에 결합된 전기변색물질을 포함할 수 있다. 코어 물질은 TiO2, In2O3, SnO2, RuO2, 또는 ITO에 TiO2를 표면처리한 물질일 수 있다. 전기변색물질은 환원 반응이 일어나는 경우 소정의 색을 흡수함으로써 소정의 색을 띠게 되며, 산화 반응이 일어나는 경우 투명하게 변하는 물질일 수 있다. 예를 들어, 전기변색물질은 비올로겐(1,1'-dibenzyl-4,4'-bipyridinium bistetrafluorborate)일 수 있다. 전기변색층(255)의 차광 기능을 높이기 위해 코어 물질에는 환원 반응에 의해 다양한 색을 띠게 되는 전기변색물질들이 결합되는 것이 바람직하다.
카운터층(257)은 제1 전극(230) 상에 마련된다. 카운터층(257)은 전기변색층(255)이 산화 환원 반응을 원활하게 할 수 있도록 보조하는 층에 해당한다. 카운터층(257)은 산화 반응이 일어나는 경우 소정의 색을 흡수함으로써 소정의 색을 띠게 되며, 환원 반응에 의해 투명하게 변하는 카운터 물질을 포함할 수 있다. 카운터 물질은 TMPD(N,N,N',N'-tetramethyl-1,4-phenylenediamine), TMB(3,3',5,5'-Tetramethylbenzidine), NTMB(N,N,N',N'- Tetramethylbenzidine) 또는 DAB(3,3'-Diaminobenzidine)일 수 있다. 이러한 카운터층(257)은 생략될 수도 있다.
전해질층(259)은 전기변색층(255)과 카운터층(257) 사이에 마련된다. 전해질층(259)은 전해질, 폴리머, 및 UV 개시제를 포함할 수 있다. 전해질은 Lithium perchlorate, t-butylammoinum perchlorate, t-butylammoinum-tfluoroborate, 또는 tetrabutylammonium trifluoromethanesulfonate일 수 있다. 폴리머는 아크릴레이트계, 폴리에스테르계, 또는 에폭시계 폴리머일 수 있다. UV 개시제는 벤조인에테르류, 또는 아민류일 수 있다. 전해질층(259)은 점성을 갖는 액체 상태로 도포된 후 UV 경화하여 형성될 수 있다. 전해질층(259)은 전기변색층(255)과 카운터층(257)이 산화 환원 반응이 가능하도록 양이온과 음이온을 제공한다.
연성회로보드(260)는 제1 패드(231)들 및 제2 패드(241)들 사이에 마련된다. 연성회로보드(260)는 제1 패드(231)들 및 제2 패드(241)들과 전기적으로 연결된다. 연성회로보드(260)는 제1 전극(230)과 접속되는 제1 패드(231)들의 일면 상에 부착되며, 제2 전극(240)과 접속되는 제2 패드(241)들의 일면 상에 부착된다. 이러한, 연성회로보드(260)는 절연필름(261), 구동전압배선(265)들, 공통전압배선(267)들, 제1 보호필름(262), 및 제2 보호필름(263)을 포함한다.
절연필름(261)은 구동전압배선(265)들 및 공통전압배선(267)들 사이에 마련된다. 절연필름(261)은 구동전압배선(265)들과 공통전압배선(267)들을 전기적으로 절연시킨다. 이에 따라, 구동전압배선(265)들과 공통전압배선(267)들이 서로 단락(short)되는 것을 방지할 수 있어, 광 제어 장치를 정상적으로 구동시킬 수 있다.
구동전압배선(265)들은 절연필름(261)의 제1 면(261a)에 마련된다. 구동전압배선(265)들은 제1 패드(231)들과 전기적으로 연결된다. 구동전압배선(265)들은 전압 공급부(280)로부터 공급되는 제1 전압을 제1 전극(230)으로 인가한다. 이 경우, 구동전압배선(265)들과 제1 패드(231)들 사이에는 제1 접착부재(291)가 마련될 수 있다. 제1 접착부재(291)는 내부에 도전볼(291a)을 구비하고 있어, 상기 도전볼(291a)을 통해서 구동전압배선(265)들과 제1 패드(231)들은 전기적으로 연결될 수 있다.
공통전압배선(267)들은 절연필름(261)의 제2 면(261b)에 마련된다. 공통전압배선(267)들은 제2 패드(241)들과 전기적으로 연결된다. 공통전압배선(267)들은 전압 공급부(280)로부터 공급되는 제2 전압을 제2 전극(240)으로 인가한다. 이 경우, 공통전압배선(267)들과 제2 패드(241) 사이에는 제2 접착부재(293)가 마련될 수 있다. 제2 접착부재(293)는 내부에 도전볼(293a)을 구비하고 있어, 상기 도전볼(293a)을 통해서 공통전압배선(267)들과 제2 패드(241)들은 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 보호필름(262)은 구동전압배선(265)들 아래에 마련된다. 제1 보호필름(262)은 구동전압배선(265)들을 보호한다. 이 경우, 제1 패드(231)들과 인접한 구동전압배선(265)들의 일측은 제1 보호필름(262)에의해 덮이지 않고 노출된다. 노출된 구동전압배선(265)들의 일측과 제1 패드(231)들이 접착됨으로써, 구동전압배선(265)과 제1 전극(230)은 전기적으로 연결된다.
제2 보호필름(263)은 공통전압배선(267)들 상에 마련된다. 제2 보호필름(263)은 공통전압배선(267)들을 보호한다. 이 경우, 제2 패드(241)들과 인접한 공통전압배선(267)들의 일측은 제2 보호필름(263)에 의해 덮이지 않고 노출된다. 노출된 공통전압배선(267)들의 일측과 제2 패드(241)들이 접착됨으로써, 공통전압배선(267)과 제2 전극(240)은 전기적으로 연결된다.
전압 공급부(280)는 연성회로보드(260)의 일측에 마련된다. 전압 공급부(280)는 연성회로보드(260)와 전기적으로 연결된다. 전압 공급부(280)는 구동전압배선(265)과 전기적으로 연결되며, 구동전압배선(265)을 통해 제1 전극(230)에 제1 전압을 공급한다. 전압 공급부(280)는 공통전압배선(267)과 전기적으로 연결되며, 공통전압배선(267)을 통해 제2 전극(240)에 제2 전압을 공급한다.
상술한 바와 같이, 제1 전극(230)과 제2 전극(240) 각각에 제1 전압 및 제2 전압이 인가되는 경우, 전기변색층(255), 카운터층(257), 및 전해질층(259)에서는 전기화학적 산화환원 반응이 일어난다. 이에 따라, 본 발명의 제1 실시예에 따른 광 제어 장치(200)는 입사되는 빛을 차광하는 차광 모드 또는 입사되는 빛을 투과시키는 투과 모드로 구현될 수 있다.
추가적으로, 본 발명의 제1 실시예에 따른 광 제어 장치(200)는 하부 플레이트(295)를 더 포함할 수 있다. 하부 플레이트(295) 제1 베이스 필름(210) 아래에 배치된다. 하부 플레이트(295)는 제1 베이스 필름(210), 제2 베이스 필름(220), 및 상기 제1 베이스 필름(210)과 제2 베이스 필름(220) 사이에 마련된 전기변색층(255), 카운터층(257), 및 전해질층(259)을 지지한다. 예를 들어, 하부 플레이트(295)는 투명한 강화 유리 기판 또는 투명한 플라스틱 기판일 수 있으나, 반드시 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 제1 실시예는 연성회로보드(260)에 마련된 절연필름(261)의 제1 면(261a) 상에 구동전압배선(265)을 배치하고, 제2 면(261b) 상에 공통전압배선(267)을 배치하며, 구동전압배선(265)을 제1 베이스 필름(210)의 일면 상에 배치된 제1 패드(231)들에 전기적으로 연결하고, 공통전압배선(267)을 제1 베이스 필름(210)과 마주보는 제2 베이스 필름(220)의 일면 상에 배치된 제2 패드(241)들에 전기적으로 연결한다. 그 결과, 본 발명의 제1 실시예는 제1 및 제2 베이스 필름(210, 220)들 각각을 재단할 필요가 없을 뿐만 아니라 한 번의 TAB 공정으로 연성회로보드(260)를 제1 및 제2 베이스 필름(210, 220)들 각각에 부착할 수 있다. 따라서, 본 발명의 제1 실시예는 제조 공정을 단순화 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 광 제어 장치가 투명표시장치에 적용되는 경우, 투명표시장치의 베젤영역을 줄이기 위하여, 연성회로보드(260)는 상기 하부 플레이트(295)의 일 측면 방향으로 구부러질 수 있다. 이 경우, 제1 및 제2 베이스 필름(210, 220) 사이에 연성회로보드(260)가 마련되기 때문에, 상기 제1 및 제2 베이스 필름(210, 220)은 서로 접촉되지 않는다. 그 결과, 제1 전극(230) 및 제2 전극(240)의 접촉을 방지할 수 있으므로, 제1 전극(230) 및 제2 전극(240)의 단락(short)을 방지할 수 있다. 이에 따라, 광 제어 장치(200)는 정상적으로 구동될 수 있다.
추가적으로 본 발명의 실시예에 따른 연성회로보드(260)는 서로 마주보는 제1 베이스 필름(210)과 제2 베이스 필름(220) 사이에 배치된다. 이 경우, 제1 베이스 필름(210)과 제2 베이스 필름(220) 사이에는 상기 연성회로보드(260)가 배치될 수 있을 만한 충분한 셀 갭이 필요하다. 예를 들어, 셀 갭은 제1 베이스 필름(210) 및 제2 베이스 필름(220) 사이에 마련된 전기변색층(255), 카운터층(257), 전해질층(259)의 두께를 조정함에 의해 조절될 수 있다. 예를 들어, 연성회로보드(260)의 두께가 대략 30㎛ 내지 120㎛의 범위인 경우, 셀 갭은 상기 연성회로보드(260)의 두께를 고려하여 30㎛ 내지 120㎛의 범위로 조절될 수 있다. 이러한 광 제어 장치(200)는 연성회로보드(260)의 두께를 고려하여, 전기변색 장치로 구현될 수 있다. 그러나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 연성회로보드(260)의 두께가 10㎛ 이하로 구현되는 경우, 동적 산란(dynamic scattering) 모드가 적용된 액정층, PDLC 층(polymer dispersed liquid crystals layer), 또는 PNLC 층(polymer network liquid crystals layer)을 이용하여 차광 모드와 투과 모드로 구현될 수도 있다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 광 제어 장치를 보여주는 평면도이다. 본 발명의 제2 실시예에 따른 광 제어 장치는 구동전압배선 및 공통전압배선이 일부 중첩되도록 배치되는 것을 제외하고는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광 제어 장치와 동일하다. 따라서, 이하의 설명에서는 구동전압배선, 공통전압배선 및 이와 관련된 구성에 대해서만 설명하기로 하고, 이들을 제외한 나머지 구성들에 대한 중복 설명은 생략한다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예는 절연필름 아래에 구동전압배선(265)들을 형성하고, 절연필름 상에 공통전압배선(267)들을 형성하므로, 구동전압배선(265)들과 공통전압배선(267)들은 절연필름에 의해 전기적으로 절연될 수 있다. 따라서, 구동전압배선(265)들 및 공통전압배선(267)들은 절연필름을 사이에 두고 일부 중첩되어도 무관하다. 이에 따라, 본 발명의 제2 실시예에 따른 광 제어 장치(200)를 상부에서 바라보았을 경우, 제1 베이스 필름(210) 상에 마련된 제1 패드(231)들 및 제2 베이스 필름(220) 상에 제2 패드(240)들은 일부 중첩될 수 있다.
이러한 본 발명의 제2 실시예에 따른 광 제어 장치(200)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광 제어 장치와 동일한 효과를 제공한다. 게다가, 본 발명의 제2 실시예에 따른 광 제어 장치(200)는 구동전압배선(265)과 공통전압배선(267)이 일부 중첩되도록 배치되기 때문에, 구동전압배선(265)과 공통전압배선(267)이 중첩되지 않는 제1 실시예와 비교하여, 연성회로보드(260)의 폭(W1)이 줄어들 수 있다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 광 제어 장치를 보여주는 평면도이다. 도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 광 제어 장치의 일측 단면을 보여주는 단면도이다. 본 발명의 제3 실시예에 따른 광 제어 장치는 구동전압배선 및 공통전압배선이 완전히 중첩되도록 배치되는 것을 제외하고는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광 제어 장치와 동일하다. 따라서, 이하의 설명에서는 구동전압배선, 공통전압배선 및 이와 관련된 구성에 대해서만 설명하기로 하고, 이들을 제외한 나머지 구성들에 대한 중복 설명은 생략한다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 구동전압배선(265)들 및 공통전압배선(267)들은 절연필름(261은 사이에 두고 완전히 중첩되도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제3 실시예에 따른 광 제어 장치(200)를 상부에서 바라보았을 경우, 제1 베이스 필름(210) 상에 마련된 제1 패드(231)들 및 제2 베이스 필름(220) 상에 제2 패드(240)들은 완전히 중첩되도록 배치될 수 있다.
이러한 본 발명의 제3 실시예에 따른 광 제어 장치(200)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광 제어 장치와 동일한 효과를 제공한다. 게다가, 본 발명의 제3 실시예에 따른 광 제어 장치(200)는 구동전압배선(265)과 공통전압배선(267)이 완전히 중첩되도록 배치되기 때문에, 구동전압배선(265)과 공통전압배선(267)이 중첩되지 않는 제1 실시예 및 일부 중첩되는 제2 실시예와 비교하여, 연성회로보드(260)의 폭(W2)을 추가로 줄일 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사항을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 투명표시패널
111: 제1 기판 112: 제2 기판
120: 게이트 구동부 130: 소스 드라이브 IC
140: 연성필름 150: 표시용 회로보드
160: 타이밍 제어부 200: 광 제어 장치
210: 제1 베이스 필름 220: 제2 베이스 필름
230: 제1 전극 231: 제1 패드
240: 제2 전극 241: 제2 패드
255: 전기변색층 257: 카운터층
259: 전해질층 260: 연성 회로보드
280: 전압 공급부 300: 접착층

Claims (11)

  1. 일면 상에 배치된 제1 패드들을 포함하는 제1 베이스 필름;
    상기 제1 베이스 필름의 일면과 마주보는 일면 상에 배치된 제2 패드들을 포함하는 제2 베이스 필름; 및
    상기 제1 패드들 및 상기 제2 패드들과 전기적으로 연결되는 연성회로보드를 구비하는 광 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 연성회로보드는,
    절연필름;
    상기 절연필름의 제1 면에 마련되어 상기 제1 패드들과 전기적으로 연결되는 구동전압배선; 및
    상기 절연필름의 제2 면에 마련되어 상기 제2 패드들과 전기적으로 연결되는 공통전압배선을 포함하는 광 제어 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 연성회로보드는,
    상기 구동전압배선 아래에 마련되어 상기 구동전압배선을 보호하는 제1 보호필름; 및
    상기 공통전압배선 상에 마련되어 상기 공통전압배선을 보호하는 제2 보호필름을 더 포함하는 광 제어 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 구동전압배선과 상기 공통전압배선은 상기 절연필름을 사이에 두고 전기적으로 절연된 광 제어 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 구동전압배선과 상기 공통전압배선은 중첩된 광 제어 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 베이스 필름의 일면 상에 마련되며, 상기 제1 패드들과 접속된 제1 전극; 및
    상기 제2 베이스 필름의 일면 상에 마련되며, 상기 제2 패드들과 접속된 제2 전극을 더 포함하는 광 제어 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치된 전기변색층을 더 포함하는 광 제어 장치.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 연성회로보드의 일측에 마련되어 상기 구동전압배선들에 제1 전압을 공급하고, 상기 공통전압배선들에 제2 전압을 공급하는 전압 공급부를 더 포함하는 광 제어 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 패드들에 인접한 상기 제1 베이스 필름의 일 측면과 상기 제2 패드들에 인접한 상기 제2 베이스 필름의 일 측면은 나란한 광 제어 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 베이스 필름 아래에 배치된 하부 플레이트를 더 포함하고,
    상기 연성회로보드는 상기 하부 플레이트의 일 측면 방향으로 구부러지는 광 제어 장치.
  11. 빛을 투과시키고 화상을 표시하는 투명표시패널; 및
    상기 투명표시패널의 적어도 일면에 배치된 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 광 제어 장치를 포함하는 투명표시장치.
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