KR20170071203A

KR20170071203A - 투명 표시 장치 및 그의 구동 방법

Info

Publication number: KR20170071203A
Application number: KR1020150179252A
Authority: KR
Inventors: 김푸름; 안지영
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2015-12-15
Filing date: 2015-12-15
Publication date: 2017-06-23
Also published as: KR102483842B1

Abstract

본 발명의 실시예는 외부 조도가 일정 조도 이상인 경우에만 광 제어장치에 전압을 공급하여 소비 전력을 절감할 수 있는 투명 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 투명 표시 장치는 화상이 표시되는 표시 모드와 휴지 상태인 대기 모드로 구분되어 동작하는 표시패널, 표시패널 상에 배치되며, 구동 전압에 따라 광 투과율이 조정되는 광 제어장치, 조도를 감지하는 조도 센서 및 조도 센서에서 감지한 조도에 따라 광 투과율을 가변시키는 광 제어장치 제어부를 포함한다.

Description

투명 표시 장치 및 그의 구동 방법{TRANSPARENT DISPLAY DEVICE AND DRIVING METHOD THEREOF}

본 발명의 실시예는 투명 표시 장치 및 그의 구동 방법에 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 특성상 사용자가 표시장치의 배면(背面)에 위치한 사물 또는 배경을 볼 수 있는 투명표시장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 투명표시장치는 공간활용성, 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 유기발광표시장치로 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 차단하거나 빛을 투과시키도록 광 투과율을 조절할 수 있는 광 제어장치가 필요하다.

광 제어장치는 NT(Normally Transparent)형 광 제어장치와 NB(Normally Black)형 광 제어장치로 구분된다. NT형 광 제어장치는 전압이 인가되지 않은 오프 상태에서 빛을 투과시키고, 전압이 인가되는 온 상태에서 빛을 차단시킨다. NB형 광 제어장치는 오프 상태에서 빛을 차단시키고, 온 상태에서 빛을 투과시킨다.

NT형 투명표시장치는 표시패널이 화상을 표시하지 않는 대기 모드에서 전력을 소비하지 않는 장점이 있으나, 표시패널이 화상을 표시하는 표시 모드에서 광 제어장치가 광을 차단하기 위해 구동 전압을 공급하여야 한다. 또한 NB형 투명표시장치는 표시 모드에서 추가적인 전압 공급이 없는 장점이 있으나, 대기 모드에서 빛을 투과시키기 위해 지속적으로 전력을 소모하는 문제가 있다. 즉, NT형 투명표시장치의 경우 표시 모드에서 소비전력이 높으며, NB형 투명표시장치의 경우 대기 모드에서 소비전력이 높은 문제가 있다.

본 발명의 실시예는 외부 조도가 일정 조도 이상인 경우에만 광 제어장치에 전압을 공급하여 소비 전력을 절감할 수 있는 투명 표시 장치 및 그 구동 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 실시예는 화상이 표시되는 표시 모드와 휴지 상태인 대기 모드로 구분되어 동작하는 표시패널, 표시패널 상에 배치되며, 구동 전압에 따라 광 투과율이 조정되는 광 제어장치, 조도를 감지하는 조도 센서 및 조도 센서에서 감지한 조도에 따라 광 투과율을 가변시키는 광 제어장치 제어부를 포함한다.

본 발명의 실시예는 조도 센서에서 감지한 조도가 기준값 이상일 경우에만 광 제어장치 제어부가 구동 전압을 광 제어장치로 공급한다. 이에 따라, 조도가 기준값 이하일 경우에도 광 제어장치가 광 투과율 가변을 위해 구동 전압을 불필요하게 소모하지 않아도 되므로, 소비 전력을 절감할 수 있다.

본 발명의 실시예는 조도 센서 제어부에서 일정 주기마다 조도를 감지하도록 감지 시작 신호를 공급한다. 이에 따라, 조도 감지를 처음에만 수행하지 않고, 표시패널이 표시 모드인 경우에도 지속적으로 수행하여, 처음 외부 조도에 맞추어 광 제어장치의 광 투과율을 조정한 이후, 외부 조도가 변화하는 경우에도 이에 대응한 광 투과율의 가변이 가능하다.

본 발명의 실시예는 측정한 조도에 대한 복수의 기준값들을 설정하고, 복수의 기준값들에 대한 각각의 광 투과율을 설정하여 이에 대응하는 구동 전압을 광 제어장치로 공급한다. 이에 따라, 외부 조도에 따른 단계적인 구동 전압의 공급을 하여 불필요한 구동 전압 공급을 최소화하여 소비 전력을 절감시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 투명 표시 장치를 보여주는 블록도.
도 2는 표시패널의 표시영역의 투과 영역과 발광 영역을 보여주는 정면도.
도 3은 도 2의 I-I` 단면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 광 제어장치의 일측 단면의 일 예를 보여주는 단면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 투명 표시 장치의 구동 방법을 보여주는 흐름도.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 제 1 내지 제 3 실시예에 따른 투명 표시 장치의 구동 방법의 알고리즘.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 투명 표시 장치의 구동 방법의 공급 전압과 광 투과율의 관계를 나타내는 그래프와 표.
도 10 내지 도 11은 본 발명의 제 4 및 제 5 실시예에 따른 투명 표시 장치의 구동 방법의 알고리즘.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

본 명세서에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.

구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.

위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.

시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.

제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.

"X축 방향", "Y축 방향" 및 "Z축 방향"은 서로 간의 관계가 수직으로 이루어진 기하학적인 관계만으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 구성이 기능적으로 작용할 수 있는 범위 내에서보다 넓은 방향성을 가지는 것을 의미할 수 있다.

"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제 1 항목, 제 2 항목 또는 제 3 항목 각각 뿐만 아니라 제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미할 수 있다.

본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 투명 표시 장치를 보여주는 블록도이다. 도 2는 표시패널의 표시영역의 투과 영역과 발광 영역을 보여주는 정면도이다. 도 3은 도 2의 I-I` 단면도이다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 광 제어장치의 일측 단면의 일 예를 보여주는 단면도이다.

이하에서는 도 1 내지 도 4를 결부하여 본 발명의 실시예에 따른 투명 표시 장치를 상세히 설명한다. 도 1 지 도 4에서 설명의 편의를 위해 X축 방향은 게이트 라인과 나란한 방향이고, Y축 방향은 데이터 라인과 나란한 방향이며, Z축 방향은 투명 표시 장치의 높이 방향인 것을 중심으로 설명하였다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 투명 표시 장치는 표시 패널(100), 게이트 구동부(110), 데이터 구동부(120), 타이밍 제어회로(130), 광 제어장치(200), 시스템 보드(300), 조도 센서(310), 조도 센서 제어부(320), 및 광 제어장치 제어부(400)를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따른 투명 표시 장치는 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Display)로 구현된 것을 중심으로 설명하였으나, 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display) 또는 전기 영동 표시 장치(Electrophoresis display)로도 구현될 수 있다.

표시패널(100)은 입사되는 빛을 투과시키거나 화상을 표시한다. 표시패널(100)의 표시영역(DA)에는 게이트 라인들과 데이터 라인들이 형성되며, 게이트 라인들과 데이터 라인들의 교차 영역들에는 화소(P)들이 형성될 수 있다. 표시영역(DA)의 화소(P)들은 화상을 표시할 수 있다.

표시영역(DA)은 도 2와 같이 투과 영역(TA)와 발광 영역(EA)을 포함한다. 표시패널(100)은 투과 영역(TA)들로 인해 표시패널(100)의 배면(背面)에 위치한 사물 또는 배경을 볼 수 있으며, 발광 영역(EA)들로 인해 화상을 표시할 수 있다. 도 2에서는 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, 복수의 화소(P)들 각각은 도 2와 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 3과 같이 트랜지스터(T), 애노드 전극(AND), 유기층(EL), 캐소드 전극(CAT)이 마련될 수 있다.

트랜지스터(T)는 표시패널(100) 상에 마련되는 액티브층(ACT), 액티브층(ACT)상에 마련되는 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 3에서는 트랜지스터(T)가 게이트 전극(GE)이 액티브층(ACT) 위에 배치되는 탑 게이트 방식으로 형성된 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않으며, 게이트 전극(GE)이 액티브층(ACT) 아래에 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(W)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(W)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 3에서는 표시패널(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 상부기판 방향으로 발광하므로, 트랜지스터(T)가 뱅크(W)과 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.

게이트 구동부(110)는 타이밍 제어회로(130)로부터 입력되는 게이트 제어신호(GCS)에 따라 게이트 라인들(G1~Gn)에 게이트 신호들을 공급한다. 도 1에서는 게이트 구동부(110)가 표시패널(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 표시패널(100)의 표시영역(DA)의 양 측 바깥쪽에 GIP 방식으로 형성될 수도 있고, 또는 구동 칩으로 제작되어 연성필름에 실장되고 TAB(tape automated bonding) 방식으로 표시패널(100)에 부착될 수도 있다.

데이터 구동부(120)는 타이밍 제어회로(130)로부터 디지털 비디오 데이터(DATA)와 데이터 구동부 제어신호(DCS)를 입력받는다. 데이터 구동부(120)는 데이터 구동부 제어신호(DCS)에 따라 디지털 비디오 데이터(DATA)를 아날로그 데이터전압들로 변환하여 데이터 라인들(D1~Dm)에 공급한다.

타이밍 제어회로(130)는 외부의 시스템 보드(300)로부터 디지털 비디오 데이터(DATA)와 타이밍 신호(TS)를 입력받는다. 타이밍 제어회로(130)는 타이밍 신호(TS)에 기초하여 게이트 구동부(110)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 제어신호(GCS)와 데이터 구동부(120)를 제어하기 위한 데이터 구동부 제어신호(DCS)를 발생한다. 타이밍 제어회로(130)는 게이트 제어신호(GCS)를 게이트 구동부(110)에 공급하고, 데이터 구동부 제어신호(DCS)를 데이터 구동부(120)에 공급한다.

광 제어장치(200)는 입사되는 빛 중 투과시키는 빛의 비율인 광 투과율을 가변시킬 수 있다. 광 제어장치(200)는 도 4와 같이 제1 기판(210), 제2 기판(220), 제1 전극(230), 제2 전극(240), 및 액정층(250)을 포함한다.

제1 및 제2 기판들(210, 220) 각각은 유리 기판(glass substrate) 또는 플라스틱 필름(plastic film)일 수 있다. 제2 기판(220)과 마주보는 제1 기판(210)의 일면 상에는 제1 전극(230)이 마련되고, 제1 기판(210)과 마주보는 제2 기판(220)의 일면 상에는 제2 전극(240)이 마련된다. 제1 및 제2 전극들(230, 240) 각각은 투명한 전극일 수 있다.

액정층(250)은 광 제어 장치(200)에 입사되는 광 대비 출력되는 광의 비율인 광 투과율을 가변시킬 수 있다. 액정층(250)은 액정들(liquid crystals), 이색성 염료들(dichroic dyes), 및 이온 물질들을 포함하는 동적 산란 모드 액정층(dynamic scattering mode liquid cyrstal layer)일 수 있다. 액정층(250)은 도 4와 같이 액정셀(251)들, 제1 배향막(253), 및 제2 배향막(254)을 포함할 수 있다. 액정셀(251)들은 액정(251a)들, 이색성 염료(251b)들, 및 이온 물질(251c)들을 포함한다.

동적 산란 모드의 경우, 제1 및 제2 전극들(230, 240)에 전압이 인가되면, 이온 물질들에 의해 액정들과 이색성 염료들이 랜덤하게 움직인다. 이 경우, 액정층(250)에 입사되는 빛은 랜덤하게 움직이는 액정들에 의해 산란되거나 이색성 염료들에 의해 흡수될 수 있으므로, 광 투과율을 가변시킬 수 있다. 동적 산란 모드의 경우에는 전압이 인가되지 않는 경우 광 투과율이 높고, 전압이 인가될수록 광 투과율이 낮아지는 NT(Normally Transparent)형과, 전압이 인가되지 않는 경우 광 투과율이 낮고, 전압이 인가될수록 광 투과율이 높아지는 NB(Normally Black)형이 있다.

NT형의 경우, 액정(251a)들의 장축 방향은 제1 및 제2 전극들(230, 240)에 전압이 인가되지 않더라도 제1 및 제2 배향막들(253, 254)에 의해 수직 방향(Z축 방향)으로 배열될 수 있다. 이색성 염료(251b)들의 장축 방향 역시 액정(251a)들처럼 제1 및 제2 전극들(230, 240)에 전압이 인가되지 않더라도 제1 및 제2 배향막들(253, 254)에 의해 수직 방향(Z축 방향)으로 배열될 수 있다. 즉, NT형에서 제1 및 제2 배향막들(253, 254)은 전압이 인가되지 않는 경우 액정(251a)들과 이색성 염료(251b)들을 수직 방향으로 배열시키는 수직 배향막일 수 있다. 따라서, NT형의 광 제어장치(200)는 전압이 인가되지 않는 경우 광 투과율이 높다.

시스템 보드(300)는 외부의 회로 보드로 타이밍 제어회로(130)에 비디오 데이터 신호(DATA)와 타이밍 신호(TS)를 공급한다. 시스템 보드(300)는 조도 센서(310)를 내장할 수 있다.

조도 센서(310)는 외부의 조도를 감지하고, 조도 데이터(LDS)를 광 제어장치 제어부(400)로 공급한다. 도 1에서는 조도 센서(310)가 별도로 형성된 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않으며, 조도 센서(310)는 시스템 보드(300)에 내장될 수 있다.

조도 센서 제어부(320)는 조도 센서(310)가 조도를 감지해야 할 때를 알려 주는 감지 시작 신호(ST)를 조도 센서(310)에 공급한다. 조도 센서 제어부(320)는 일정 주기마다 조도 센서(310)가 조도를 감지하도록 일정 주기마다 감지 시작 신호(ST)를 공급할 수 있다. 이를 위해, 조도 센서 제어부(320)는 별도의 타이머(330)로부터 생성된 클럭을 이용하여 일정 주기마다 감지 시작 신호(ST)를 생성할 수 있다. 조도 센서 제어부(320)는 감지 시작 신호(ST)를 생성하기 위해 타이머(330)를 내장할 수 있다.

광 제어장치 제어부(400)는 조도 센서(310)로부터 조도 데이터(LDS)를 공급받아, 광 제어장치(200)에 이에 상응하는 구동 전압(V)을 공급한다. 예를 들어, NT형의 경우 광 투과율을 높게 유지할 때는 구동 전압(V)을 공급하지 않고, 광 투과율을 감소시키기 위해서 구동 전압(V)을 공급한다. 반대로, NB형의 경우 광 투과율을 낮게 유지할 때는 구동 전압(V)을 공급하지 않고, 광 투과율을 증가시키기 위해서 구동 전압(V)을 공급한다.

이하에서는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 투명 표시 장치의 구동 방법에 대해 도 5 및 도 6을 결부하여 설명하기로 한다. 본 발명의 제 1 실시예에 따른 투명 표시 장치는 NT형 투명 표시 장치이다.

첫 번째로, 표시패널(100)이 화상을 표시하는 표시 모드인지 휴지 상태인 대기 모드인지 판단하고, 대기 모드인 경우 광 제어장치(200)에 전압을 인가하지 않아 오프(off)시킨다. NT형 투명 표시 장치는 전압을 인가받지 않을 때 광 제어장치(200)의 광 투과율이 높아 배면의 사물을 보여 줄 수 있으므로, 대기 모드에서는 광 제어장치(200)가 동작할 필요가 없다. 따라서 대기 모드에서는 더 이상 단계를 수행하지 않고 광 제어장치(200)에 전압을 인가하지 않아 오프(off)시킨다.

두 번째로, 표시패널(100)이 표시 모드인 경우, 조도 센서(310)에서 외부의 조도를 측정한다.

세 번째로, 측정한 조도가 기준값 이상인 경우, 광 제어장치 제어부(400)에서 광 제어장치(200)에 구동 전압(V)을 인가한다. 측정한 조도가 기준값 이상인 경우는 외부가 밝은 경우이므로 표시패널(100)이 표시 모드일 때 화상을 시인하기 위해서는 표시패널(100)과 인접해 있는 광 제어장치(200)의 광 투과율을 낮추어 외부의 빛을 차단할 필요가 있다. 따라서 광 제어 장치(200)의 광 투과율을 제1 광 투과율로 낮추어야 하므로 구동 전압(V)을 인가해야 한다.

반면, 측정한 조도가 기준값 이하인 경우는 외부가 어두우므로 굳이 광 제어 장치(200)의 광 투과율을 제1 광 투과율로 낮추지 않고 전압을 인가하지 않았을 때의 광 투과율인 제2 광 투과율로 유지해도 표시패널(100)의 화상을 시인하는 데 문제가 없다. 이를 통해, 측정한 조도가 기준값 이하인 경우는 광 제어 장치(200)에 구동 전압(V)을 인가하지 않아, 광 제어 장치(200)의 광 투과율을 제1 광 투과율보다 높은 제2 광 투과율로 유지하여, 불필요하게 광 투과율을 낮추지 않아도 되므로 소비 전력을 절감할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 투명 표시 장치의 구동 방법에 대해 도 5 및 도 7을 결부하여 설명하기로 한다. 본 발명의 제 2 실시예에 따른 투명 표시 장치는 NT형 투명 표시 장치이다.

첫 번째로, 표시패널(100)이 화상을 표시하는 표시 모드인지 휴지 상태인 대기 모드인지 판단하고, 대기 모드인 경우 광 제어장치(200)에 전압을 인가하지 않아 오프(off)시킨다. 본 발명의 제 2 실시예에 따른 투명 표시 장치의 구동 방법의 첫 번째 단계는 제 1 실시예에 따른 투명 표시 장치의 구동 방법의 첫 번째 단계와 동일하므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.

두 번째로, 표시패널(100)이 표시 모드인 경우, 조도 센서(310)에서 외부의 조도를 일정 주기마다 지속적으로 측정한다. 이를 위해, 조도 센서(310)는 조도 센서 제어부(320)로부터 일정 주기마다 감지 시작 신호(ST)를 공급받아, 감지 시작 신호(ST)가 입력되면 조도를 측정한다. 조도 센서 제어부(320)는 타이머(330)를 통해 일정 주기마다 감지 시작 신호(ST)를 생성하여, 조도 센서(310)에 공급한다. 또한, 타이머(330)는 조도 센서(310)가 감지 시작 신호(ST)를 공급할 때마다 초기화된다.

이로 인해, 조도 센서(310)가 조도 감지를 처음에만 수행하지 않고, 표시패널(100)이 표시 모드인 경우에도 일정 주기마다 계속적으로 수행하여, 처음 외부 조도에 맞추어 광 제어장치(200)의 광 투과율을 조정한 이후, 외부 조도가 변화하는 경우에도 이에 대응한 광 투과율의 가변이 가능하다.

세 번째로, 측정한 조도가 기준값 이상인 경우, 광 제어장치 제어부(400)에서 광 제어장치(200)에 구동 전압(V)을 인가한다. 본 발명의 제 2 실시예에 따른 투명 표시 장치의 구동 방법의 세 번째 단계는 제 1 실시예에 따른 투명 표시 장치의 구동 방법의 세 번째 단계와 동일하므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.

이하에서는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 투명 표시 장치의 구동 방법에 대해 도 5, 도 8, 도 9a, 및 도 9b를 결부하여 설명하기로 한다. 본 발명의 제 3 실시예에 따른 투명 표시 장치는 NT형 투명 표시 장치이다.

첫 번째로, 표시패널(100)이 화상을 표시하는 표시 모드인지 휴지 상태인 대기 모드인지 판단하고, 대기 모드인 경우 광 제어장치(200)에 전압을 인가하지 않아 오프(off)시킨다. 본 발명의 제 3 실시예에 따른 투명 표시 장치의 구동 방법의 첫 번째 단계는 제 1 및 제 2 실시예에 따른 투명 표시 장치의 구동 방법의 첫 번째 단계와 동일하므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.

세 번째로, 측정한 조도가 복수의 기준값들 중 제1 기준값 이상인 경우, 광 제어장치 제어부(400)에서 광 제어장치(200)가 제1 광 투과율을 갖도록 제1 구동 전압을 인가하고, 측정한 조도가 제1 기준값 이하 제2 기준값 이상인 경우 광 제어장치(200)가 제2 광 투과율을 갖도록 제2 구동 전압을 인가한다.

측정한 조도가 기준값을 넘지 못하면 그 다음 기준값을 넘는지 판단하는 단계를 계속 반복하여, 측정한 조도가 제(N-1)(N은 2 이상의 정수) 기준값 이하 제N 기준값 이상인 경우 광 제어장치(200)가 제N 광 투과율을 갖도록 제N 구동 전압을 인가하고, 측정한 조도가 제N 기준값 이하인 경우 광 제어장치(200)에 구동 전압을 인가하지 않는다.

예를 들어, 도 9b와 같이 제1 기준값은 300lux이고, 제2 기준값은 200lux이고, 제N 기준값은 10lux로 정한 경우, 400lux의 조도에서는 광 제어장치(200)가 제1 광 투과율을 가지고, 250lux의 조도에서는 광 제어장치(200)가 제2 광 투과율을 가지게 되며, 5lux에서는 광 제어장치(200)가 꺼지고 가장 큰 광 투과율을 가지게 된다.

측정한 조도가 가장 밝은 제1 기준값 이상인 경우, 차광 효과를 극대화하기 위해 광 제어장치(200)가 가장 낮은 제1 광 투과율을 가지도록 가장 높은 제1 구동 전압을 공급한다. 측정한 조도가 제1 기준값 이하 제2 기준값 이상인 경우, 광 제어장치(200)는 제1 광 투과율보다는 높은 제2 광 투과율을 가지며, 광 제어장치(200)가 제2 광 투과율을 갖기 위해 광 제어장치 제어부(400)가 공급하는 제2 구동 전압은 제1 구동 전압보다 낮다.

본 발명의 제 3 실시예에 따른 투명 표시 장치의 구동 방법에 따라 정리된 기준값들을 비교하면, 복수 개의 기준값들 중 제N 기준값이 가장 어두운 기준값이며, 제N 광 투과율이 광 투과율들 중 가장 높으며, 제N 구동 전압이 구동 전압들 중 가장 낮다. 따라서 외부 조도에 따른 단계적인 구동 전압의 공급을 하여 불필요한 구동 전압 공급을 최소화하여 소비 전력을 절감시킬 수 있다.

이하에서는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 투명 표시 장치의 구동 방법에 대해 도 5 및 도 10을 결부하여 설명하기로 한다. 본 발명의 제 4 실시예에 따른 투명 표시 장치는 NB형 투명 표시 장치이다.

첫 번째로, 표시패널(100)이 화상을 표시하는 표시 모드인지 휴지 상태인 대기 모드인지 판단하고, 표시 모드인 경우 광 제어장치(200)에 전압을 인가하지 않아 오프(off)시킨다. NB형 투명 표시 장치는 전압을 인가받지 않을 때 광 제어장치(200)의 광 투과율이 낮아 화상을 시인하는 데 문제가 없으므로, 표시 모드인 경우 광 제어장치(200)가 동작할 필요가 없다. 따라서 표시 모드에서는 더 이상 단계를 수행하지 않고 광 제어장치(200)에 전압을 인가하지 않아 오프(off)시킨다.

두 번째로, 표시패널(100)이 대기 모드인 경우, 조도 센서(310)에서 외부의 조도를 측정한다.

세 번째로, 측정한 조도가 기준값 이상인 경우, 광 제어장치 제어부(400)에서 광 제어장치(200)에 구동 전압(V)을 인가한다. 측정한 조도가 기준값 이상인 경우는 외부가 밝은 경우이므로 표시패널(100)이 대기 모드일 때 배면의 사물을 볼 수 있기 위해서는 표시패널(100)과 인접해 있는 광 제어장치(200)의 광 투과율을 높여 외부의 빛을 통과시킬 필요가 있다. 따라서 광 제어 장치(200)의 광 투과율을 제3 광 투과율로 높여야 하므로 구동 전압(V)을 인가해야 한다.

반면, 측정한 조도가 기준값 이하인 경우는 외부가 어두우므로 굳이 광 제어 장치(200)의 광 투과율을 제3 광 투과율로 높이나, 전압을 인가하지 않았을 때의 광 투과율인 제4 광 투과율로 유지하나 배면의 사물을 볼 수가 없다. 즉, 측정한 조도가 기준값 이하인 경우는 광 제어 장치(200)에 구동 전압(V)을 인가하여 광 투과율을 증가시켜도 배면의 사물을 볼 수 없다. 따라서, 광 제어 장치(200)의 광 투과율을 제3 광 투과율보다 낮은 제4 광 투과율로 유지한다. 이를 통해, 불필요하게 구동 전압을 인가하여 광 투과율을 높이지 않아도 되므로 소비 전력을 절감할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 투명 표시 장치의 구동 방법에 대해 도 5 및 도 11을 결부하여 설명하기로 한다. 본 발명의 제 5 실시예에 따른 투명 표시 장치는 NB형 투명 표시 장치이다.

첫 번째로, 표시패널(100)이 화상을 표시하는 표시 모드인지 휴지 상태인 대기 모드인지 판단하고, 표시 모드인 경우 광 제어장치(200)에 전압을 인가하지 않아 오프(off)시킨다. 본 발명의 제 5 실시예에 따른 투명 표시 장치의 구동 방법의 첫 번째 단계는 제 4 실시예에 따른 투명 표시 장치의 구동 방법의 첫 번째 단계와 동일하므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.

두 번째로, 표시패널(100)이 대기 모드인 경우, 조도 센서(310)에서 외부의 조도를 일정 주기마다 지속적으로 측정한다. 본 발명의 제 5 실시예에 따른 투명 표시 장치의 구동 방법의 두 번째 단계는 제 2 실시예에 따른 투명 표시 장치의 구동 방법의 두 번째 단계와 동일하므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.

세 번째로, 측정한 조도가 기준값 이상인 경우, 광 제어장치 제어부(400)에서 광 제어장치(200)에 구동 전압(V)을 인가한다. 본 발명의 제 5 실시예에 따른 투명 표시 장치의 구동 방법의 세 번째 단계는 제 4 실시예에 따른 투명 표시 장치의 구동 방법의 세 번째 단계와 동일하므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.

본 발명의 실시예는 조도 센서 제어부에서 일정 주기마다 조도를 감지하도록 감지 시작 신호(ST)를 공급한다. 이에 따라, 조도 감지를 처음에만 수행하지 않고, 표시패널이 표시 모드인 경우에도 지속적으로 수행하여, 처음 외부 조도에 맞추어 광 제어장치의 광 투과율을 조정한 이후, 외부 조도가 변화하는 경우에도 이에 대응한 광 투과율의 가변이 가능하다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

100: 표시패널 110: 게이트 구동부
120: 데이터 구동부 130: 타이밍 제어회로
200: 광 제어장치 210: 제1 기판
220: 제2 기판 230: 제1 전극
240: 제2 전극 250: 액정층
251: 액정셀 251a: 액정
251b: 이색성 염료 251c: 이온 물질
253: 제1 배향막 254: 제2 배향막
300: 시스템 보드 310: 조도 센서
320: 조도 센서 제어부 330: 타이머
400: 광 제어장치 제어부 DA: 표시영역
NDA: 비표시영역 P: 화소

Claims

화상이 표시되는 표시 모드와 휴지 상태인 대기 모드로 구분되어 동작하는 표시패널(100);
상기 표시패널(100) 상에 배치되며, 구동 전압에 따라 광 투과율이 조정되는 광 제어장치(200);
조도를 감지하는 조도 센서(310); 및
상기 조도 센서(310)에서 감지한 조도에 따라 상기 광 투과율을 가변시키는 광 제어장치 제어부(400)를 포함하는 투명 표시 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 구동 전압이 높아질수록 상기 광 투과율은 낮아지는 투명 표시 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 광 제어장치 제어부(400)는,
상기 표시패널(100)이 표시 모드이고, 상기 조도 센서(310)에서 감지한 조도가 기준값 이상인 경우, 상기 광 투과율을 제1 광 투과율로 제어하고, 상기 조도 센서에서 감지한 조도가 상기 기준값 이하인 경우, 상기 광 투과율을 상기 제1 광 투과율보다 높은 제2 광 투과율로 제어하는 투명 표시 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 광 제어장치 제어부(400)는,
상기 표시패널(100)이 표시 모드이고, 상기 조도 센서(310)에서 감지한 조도가 제1 내지 제N 조도 범위들 중 어느 하나에 포함되는 경우, 상기 조도 센서(310)에서 감지한 조도가 포함되는 조도 범위에 따라 상기 광 투과율을 제1 내지 제N 광 투과율들 중 어느 하나로 제어하는 투명 표시 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 제1 조도 범위에서 상기 제N 조도 범위로 갈수록 상기 조도는 낮아지고, 상기 제1 광 투과율에서 상기 제N 광 투과율로 갈수록 상기 광 투과율은 높아지는 투명 표시 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 구동 전압이 높아질수록 상기 광 투과율은 높아지는 투명 표시 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 광 제어장치 제어부(400)는,
상기 표시패널(100)이 대기 모드이고, 상기 조도 센서(310)에서 감지한 조도가 기준값 이상인 경우, 상기 광 투과율을 제3 광 투과율로 제어하고, 상기 조도 센서에서 감지한 조도가 상기 기준값 이하인 경우, 상기 광 투과율을 상기 제3 광 투과율보다 낮은 제4 광 투과율로 제어하는 투명 표시 장치.
제 2 항 또는 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 조도 센서(310)에 감지 시작 신호(ST)를 공급하여, 상기 조도 센서(310)가 일정 주기마다 조도를 감지하도록 제어하는 조도 센서 제어부(320)를 더 포함하는 투명 표시 장치.
표시패널(100)이 화상이 표시되는 표시 모드와 휴지 상태인 대기 모드 중 어느 한 모드를 선택하는 단계;
조도 센서(310)에서 조도를 감지하는 단계; 및
선택된 모드와 감지한 조도에 따라 구동 전압을 제어하여 상기 광 투과율을 가변시키는 단계를 포함하는 투명 표시 장치의 구동 방법.
제 9 항에 있어서, 상기 광 투과율을 가변시키는 단계는,
상기 구동 전압이 높아질수록 상기 광 투과율은 낮아지는 투명 표시 장치의 구동 방법.
제 10 항에 있어서, 상기 광 투과율을 가변시키는 단계는,
상기 표시패널(100)이 표시 모드이고, 상기 조도 센서(310)에서 감지한 조도가 기준값 이상인 경우, 상기 광 투과율을 제1 광 투과율로 제어하고, 상기 조도 센서에서 감지한 조도가 상기 기준값 이하인 경우, 상기 광 투과율을 상기 제1 광 투과율보다 높은 제2 광 투과율로 제어하는 투명 표시 장치의 구동 방법.
제 10 항에 있어서, 상기 광 투과율을 가변시키는 단계는,
상기 표시패널(100)이 표시 모드이고, 상기 조도 센서(310)에서 감지한 조도가 제1 내지 제N 조도 범위들 중 어느 하나에 포함되는 경우, 상기 조도 센서(310)에서 감지한 조도가 포함되는 조도 범위에 따라 상기 광 투과율을 제1 내지 제N 광 투과율들 중 어느 하나로 제어하는 투명 표시 장치의 구동 방법.
제 12 항에 있어서, 상기 광 투과율을 가변시키는 단계는,
상기 제1 조도 범위에서 상기 제N 조도 범위로 갈수록 상기 조도는 낮아지고, 상기 제1 광 투과율에서 상기 제N 광 투과율로 갈수록 상기 광 투과율은 높아지도록 제어하는 투명 표시 장치의 구동 방법.
제 9 항에 있어서, 상기 광 투과율을 가변시키는 단계는,
상기 구동 전압이 높아질수록 상기 광 투과율은 높아지는 투명 표시 장치의 구동 방법.
제 14 항에 있어서, 상기 광 투과율을 가변시키는 단계는,
상기 표시패널(100)이 대기 모드이고, 상기 조도 센서(310)에서 감지한 조도가 기준값 이상인 경우, 상기 광 투과율을 제3 광 투과율로 제어하고, 상기 조도 센서에서 감지한 조도가 상기 기준값 이하인 경우, 상기 광 투과율을 상기 제3 광 투과율보다 낮은 제4 광 투과율로 제어하는 투명 표시 장치의 구동 방법.