KR20210015205A

KR20210015205A - 투명 표시 장치

Info

Publication number: KR20210015205A
Application number: KR1020190093703A
Authority: KR
Inventors: 김남용; 임고은
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2019-08-01
Filing date: 2019-08-01
Publication date: 2021-02-10

Abstract

본 발명은 구조를 변경하여 구비된 투과부 영역에서 후면 배경 인지가 가능할 뿐만 아니라, 발광부 구동시 색대조비를 향상시킨 투명 표시 장치에 관한 것이다.

Description

투명 표시 장치{Transparent Display Device}

본 발명은 표시 장치에 관한 것으로, 특히 구조를 변경하여 구비된 투과부 영역에서 후면 배경 인지가 가능할 뿐만 아니라, 발광부 구동시 색대조비를 향상시킨 투명 표시 장치에 관한 것이다.

최근 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라 전기적 정보신호를 시각적으로 표현하는 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응하여 박형화, 경량화, 저소비전력화의 우수한 성능을 지닌 여러 가지 다양한 평판 표시장치(Flat Display Device)가 개발되어 기존의 브라운관(Cathode Ray Tube: CRT)을 빠르게 대체하고 있다.

이 같은 평판 표시장치의 구체적인 예로는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display apparatus), 양자점 표시장치(Quantum Dot Display Apparatus), 전계방출 표시장치(Field Emission Display apparatus), 유기 발광 표시장치(Organic Light Emitting Display apparatus) 등을 들 수 있다.

이 중, 별도의 광원을 요구하지 않으며 장치의 컴팩트화 및 선명한 컬러 표시를 위해 유기 발광 표시 장치가 경쟁력 있는 어플리케이션(application)으로 고려되고 있다.

한편, 최근에는 정형화된 텔레비전이나 핸드폰 및 모니터 뿐만 아니라, 차유리나 투명 유리 등에 디스플레이 기능을 부여하여 복합 기능의 투명 표시 장치로 이용하고자 하는 요구가 증대하였다.

그러나, 투명 표시 장치는 그 투명성을 위해 일정 면적 이상을 투과부로 확보해야 하므로, 발광시 투과부 영역에서 빛 손실이 크다는 문제가 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 구조를 변경하여 구비된 투과부 영역에서 후면 배경 인지가 가능할 뿐만 아니라, 발광부 구동시 색대조비를 향상시킨 투명 표시 장치에 관한 것이다.

본 발명의 투명 표시 장치는 투과부의 구조를 변경하여 투과부의 온/오프 구동이 가능하도록 하여 발광 구동에 따른 색대조비를 향상시킬 수 있다.

이를 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 표시 장치는 투과부와 상기 투과부 주변에 발광부를 갖는 기판과, 상기 기판 상에 구비된 구동 소자와, 상기 구동 소자와 접속되어 상기 발광부에 구비되는 발광 소자 및 상기 구동 소자와 접속되어 상기 투과부에 구비되며, 상기 발광부의 구동시 차폐되는 전기 변색 소자를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 투명 표시 장치는 복수개의 투과부와 상기 복수개의 투과부 각각에 이웃한 서로 다른 색의 제 1 및 제 2 발광부를 갖는 기판과, 상기 제 1 및 제 2 발광부에 각각 구비된 제 1 및 제 2 구동 소자와, 상기 제 1 및 제 2 발광부에, 각각 상기 제 1 및 제 2 구동 소자와 접속된 제 1, 제 2 발광 소자 및 상기 제 1 구동 소자와 접속되어 상기 투과부에 구비된 전기 변색 소자를 포함할 수 있다.

또 다른 실시예에 따른 투명 표시 장치는 복수개의 투과부와 상기 복수개의 발광부를 갖는 기판과, 상기 복수개의 발광부 각각에 구비된 구동 소자와, 상기 구동 소자와 접속되어 상기 복수개의 발광부 각각에 구비된 발광 소자 및 상기 복수개의 투과부에 각각에 이웃한 발광부의 발광 소자와 접속한 전기 변색 소자를 포함하며, 상기 복수개의 발광 소자 중 적어도 어느 하나가 발광시 상기 발광 소자와 접속한 상기 전기 변색 소자는 차폐될 수 있다.

도 1은 본 발명의 투명 표시 장치를 나타낸 대략 단면도
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 투명 표시 장치의 투과부의 오프 상태와 온 상태를 나타낸 사시도
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 투명 표시 장치의 투과부 및 발광부의 배치를 나타낸 평면도
도 4는 도 3의 I~I' 선상의 단면도
도 5는 도 3의 Ⅱ~Ⅱ'선상의 단면도
도 6은 도 3의 Ⅲ~Ⅲ'선상의 단면도
도 7은 본 발명의 투명 표시 장치의 각 발광부 구동 소자의 회로도
도 8은 발광부의 제 1, 제 2 전극 사이의 유기층 구성 및 투과부의 대응 구성을 나타낸 단면도
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 투명 표시 장치의 오프 상태의 투과부 및 발광부를 나타낸 평면도 및 단면도를 나타낸 도면
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 투명 표시 장치의 온 상태의 투과부 및 발광부를 나타낸 도면
도 11은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 투명 표시 장치를 나타낸 평면도
도 12는 도 11의 발광부들의 선택적인 발광을 나타낸 평면도
도 13a은 도 12의 적색 발광부 및 인접한 투과부의 구동을 나타낸 단면도
도 13b는 도 12의 녹색 발광부 및 인접한 투과부의 구동을 나타낸 단면도

명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 실질적으로 동일한 구성 요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 기술 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 이하의 설명에서 사용되는 구성요소 명칭은 명세서 작성의 용이함을 고려하여 선택된 것으로, 실제 제품의 부품 명칭과 상이할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도면에 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 본 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 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 명세서 상에서 언급한 '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.

본 발명의 다양한 실시예에 포함된 구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.

본 발명의 다양한 실시예를 설명함에 있어, 위치 관계에 대하여 설명하는 경우에, 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.

본 발명의 다양한 실시예를 설명함에 있어, '제 1~', '제 2~' 등이 다양한 구성 요소를 서술하기 위해서 사용될 수 있지만, 이러한 용어들은 서로 동일 유사한 구성 요소 간에 구별을 하기 위하여 사용될 따름이다. 따라서, 본 명세서에서 '제 1~'로 수식되는 구성 요소는 별도의 언급이 없는 한, 본 발명의 기술적 사상 내에서 '제 2~' 로 수식되는 구성 요소와 동일할 수 있다.

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

도 1은 본 발명의 투명 표시 장치를 나타낸 대략 단면도이다. 도 2a 및 도 2b는 본 발명의 투명 표시 장치의 투과부의 오프 상태와 온 상태를 나타낸 사시도이다.

도 1과 같이, 본 발명의 투명 표시 장치는 투과부(T/S)와 상기 투과부 주변에 발광부(E)를 갖는 기판(100)과, 상기 기판(100) 상에 구비된 구동 소자(110)와, 상기 구동 소자(110)와 접속되어 상기 발광부(E)에 구비되는 발광 소자(OLED) 및 상기 구동 소자(110)와 접속되어 상기 투과부(T/S)에 구비되며, 상기 발광부(E)의 구동시 차폐되는 전기 변색 소자(SB)를 포함한다.

본 발명의 투명 표시 장치에서 인접한 투과부(T/S)와 발광부(E)는 공통의 구동 소자(110)와 전기적 접속을 가져 함께 구동될 수 있다. 즉, 발광부(E)의 발광 소자(OLED)의 구동시 같은 구동 소자(110)에 연결된 투과부(T/S)의 전기 변색 소자(SB)도 구동하는 것이다. 구동의 방식은 발광 소자(OLED)가 상기 구동 소자(110)의 턴온(turn on) 동작에 따라 발광하면 이에 연결된 전기 변색 소자(SB)는 차폐 동작하고, 발광 소자(OLED) 구동 소자(110)의 턴 오프(turn off) 동작에 따라 비 발광 상태를 나타내면, 이에 연결된 전기 변색 소자(SB)는 비구동되며, 상기 투과부(T/S)에서 후면의 외부 빛이 상면으로 투과되게 된다.

기판(100)은 적어도 하나 이상의 발광부(E)와 적어도 하나 이상의 투과부(T/S)를 갖는다.

그리고, 상기 구동 소자(110)는 도 1과 같이, 투과부(T/S)가 아닌 영역에 배치되도록 한다. 구동 소자(110)는 예를 들어, 박막 트랜지스터와 같은 선택적으로 온/오프가 가능한 소자로 이루어질 수 있다. 구동 소자(110)는 단일로도 구비될 수 있지만 이에 한하지 않으며, 2개 이상의 복수개의 박막 트랜지스터가 연결되어 이루어질 수도 있고, 박막 트랜지스터뿐만 아니라 스토리지 캐패시터와 같은 저장 소자를 더 포함할 수도 있다.

한편, 발광 소자(OLED)는 적층되는 제 1 전극(125), 발광층(130) 및 제 2 전극(140)을 포함하여 이루어진다. 발광층(130)이 제 1 전극(125)과 제 2 전극(140)에 위치한다. 발광층(130)은 이들 제 1, 제 2 전극(125, 140)과 직접적인 접촉을 가질 수도 있지만 이에 한하지 않고, 인접한 전극(125, 140)과의 사이에 공통층(미도시)을 더 포함하여 발광층(130)으로의 정공 및 전자 수송의 효율을 높일 수 있다. 발광 소자(OLED)의 제 1 전극(125)은 반사성 금속을 포함하고, 제 2 전극(140)은 투명 전극으로 이루어져 발광부(E)는 턴오프시 상기 반사성 금속에 의해 후면 광이 차광되며, 턴온시 발광층(130)에서 발광된 광이 제 2 전극(140)을 통과한다. 발광된 광 중 일부는 상기 제 1 전극(125)에서 반사되어 다시 제 2 전극(140)의 방향으로 나와 출사된다.

발광층(130)이 유기 발광층일 때, 상기 발광 소자는 유기 발광 소자일 수 있으며, 이에 한하지 않으며, 발광층(130)이 양자점 발광층으로 발광 소자로 양자점 소자를 구비하는 경우도 가능하다.

그리고, 전기 변색 소자(SB)는 투명 전극(120)과 상기 투명 전극(120)에 접한 전기 변색층(Electro Chromatic layer)(180) 및 상기 투명 전극(120)과 상기 전기 변색층(180)을 사이에 두고 대향된 대향 전극으로 이루어진다. 상기 대향 전극은 발광부(E)에 구비된 제 2 전극(140)과 일체형으로 동일 구성이다.

본 발명의 투명 표시 장치에 있어서, 투명 전극(120), 제 2 전극(140)은 투과부(T/S)의 비구동시의 투과성을 위해 투명성을 가져야 한다. 따라서, ITO(Indium Tin Oxide), TO (Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ITZO (Indium Tin Zinc Oxide) 등의 투명 산화물 전극으로 이루어질 수 있다. 경우에 따라, 상기 제 2 전극(140)은 AgMg 등의 은 합금층 등으로 20 Å 이하의 얇은 금속층을 포함하여, 투과성을 유지하며 발광부 측의 스트롱 캐비티 특성을 유지할 수도 있다.

상기 전기 변색층(180)은 도 2a 및 도 2b와 같이, 전기적 신호 인가에 따라 변색되는 구성으로 내부에, 전기적 신호 인가에 따라 투명성을 달리하는 전기 변색 파티클(Electro Chromic Particle)을 복수개 포함할 수 있다. 상기 전기 변색 파티클은 예를 들어, 중심이 투명하며 도전성을 갖는 코어(core) 성분을 갖고, 표면에 광 차폐 물질을 포함한다. 각각의 전기 변색 파티클은, 도 2a와 같이, 전기적 신호가 공급되지 않은 상태에서는 표면이 산화(oxidation)되어 투명한 상태(180b)로 나타나며, 도 2b와 같이, 전기적 신호가 공급되면 환원되어 표면에 광 차폐성(180a)을 나타낸다. 이에 따라, 도 2a와 같이, 전기 변색 소자(SB)에 전기적 신호가 공급되지 않은 상태에서는 외부광(a)이 투과되고, 도 2b와 같이, 전기 변색 소자(SB)에 전기적 신호가 공급된 상태에서는 외부광(a)의 차단이 발생된다.

상기 전기 변색층(180)과 상기 제 2 전극(140) 사이에는 전해질(190) 성분을 더 포함시켜 전기 변색층(180)의 전기적 신호 인가에 따른 산화 및 환원 반응을 원활히 유도할 수 있다.

전기 변색 물질의 예로, 텅스텐 산화물과 같은 금속 산화물, 비올로겐(viologen) 등의 유기 물질, 폴리피롤(polypyrrole), PEDOT, 폴리아닐린(polyaniline) 등의 도전성 폴리머 등을 들 수 있다. 혹은 열거된 단일 물질에 전기적 신호 인가에 산화 환원 반응을 용이하게 하기 위해 티타늄 산화물(TiO2)와 같은 추가적인 성분을 더 포함할 수 있다.

그리고, 도 1과 같이, 상기 구동 소자(110)는 그 일 전극이 전기 변색 소자(SB)의 투명 전극(120)과 직접적으로 접할 수 있다. 이 경우, 투명 전극(120)과 바로 접하도록 상기 발광부(E)의 제 1 전극(125)이 접할 수 있다. 경우에 따라, 상기 투명 전극(120)과 제 1 전극(125)의 상하는 반전될 수 있다.

여기서, 구동 소자(110)와 상기 투명 전극(120)의 접속은 상기 투명 전극(120)을 상기 투과부(T/S)의 외측으로 연장시켜 투과부(T) 외측에서 이루어지는 것이 투과부(T/S)의 투과율을 유지시키는 관점에서 바람직하다.

한편, 상기 발광 소자(OLED) 및 전기 변색 소자(SB)는 상측에 보호를 위해 봉지 기판(200)을 더 포함할 수 있으며, 기판(100)과 대향된 봉지 기판(200) 사이에 충진을 위해 접착층(300)을 사이에 더 포함할 수 있다.

봉지 기판(200)은 투명한 글래스, 얇은 플라스틱 필름, 혹은 유기막 및 무기막의 봉지 필름일 수도 있다. 그리고, 봉지 기판(200)이 봉지 필름인 경우, 접착층(300)은 생략될 수도 있다.

또한, 발광 소자(OLED)가 백색을 발광하는 경우, 특정 색을 나타내기 위해 상기 발광부(E)는 봉지 기판(200) 측에 컬러 필터층(210)을 더 포함할 수 있다. 만일 발광부(E)의 발광층(130)이 백색이 아닌 특정 색을 발광한다면, 상기 컬러 필터층(210)은 생략될 수 있다.

한편, 도 1에는 투과부(T/S)와 발광부(E)가 접한 상태를 나타내고 있지만, 이에 한하지 않으며, 발광부(E)와 투과부(T/S)과 서로 이격될 수 있으며, 이 때, 그 사이에 영역에 뱅크(150)를 포함할 수 있다. 상기 뱅크(150)는 상기 제 1 전극(125)의 가장 자리를 중첩하며, 상기 제 1 전극(125) 내의 영역의 발광부를 구비하도록 구비될 수 있다.

또한, 도 2a 및 도 2b에서 설명하지 않은 부호 510은 투명 표시 장치의 가장 자리를 지지하는 프레임(510)이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 투명 표시 장치에서, 발광부 턴 오프시 후면 광의 투사가 투과부로부터 이루어져야 하므로, 백라이트 유닛을 구비한 액정 표시 장치 등과 상이하게 후면(배면)을 가리지 않고 오픈하며, 가장자리에만 지지 구조를 구비한다.

이하, 구체적인 실시예를 참조하여 본 발명의 표시 장치에 대해 설명한다.

도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 투명 표시 장치의 투과부 및 발광부의 배치를 나타낸 평면도이다. 도 4는 도 3의 I~I' 선상의 단면도이며, 도 5는 도 3의 Ⅱ~Ⅱ'선상의 단면도이고, 도 6은 도 3의 Ⅲ~Ⅲ'선상의 단면도이다. 또한, 도 7은 본 발명의 투명 표시 장치의 각 발광부 구동 소자의 회로도이고, 도 8은 발광부의 제 1, 제 2 전극 사이의 유기층 구성 및 투과부의 대응 구성을 나타낸 단면도이다.

도 3 내지 도 6 과 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 투명 표시 장치는 투과부(T/S)와 적어도 2개 이상의 서로 다른 색을 발광하는 발광부(E: RE, GE, BE)가 기판(100) 상에 구비된다. 발광부(E)는 도시된 바와 같이, 적색, 녹색 및 청색 발광부(RE, GE, BE)들을 포함할 수도 있고, 또는 다른 색상을 발광하는 색 발광부의 조합으로 백색 구현이 가능하다면 다른 색상의 발광부의 조합으로도 배치가 가능하다. 상기 적색, 녹색 및 청색 발광부(RE, GE, BE)들 각각과 상기 투과부(T/S)는 뱅크(150)에 의해 그 영역이 구분될 수 있다. 뱅크(150)는 투과부(T/S)와 적색, 녹색 및 청색 발광부(RE, GE, BE)의 가장자리를 감싸며, 오픈된 영역에 투과부(T/S)와 적색, 녹색 및 청색 발광부(RE, GE, BE)를 정의한다. 상기 뱅크(150)의 하부의 박막 트랜지스터 어레이에는 서로 교차하는 배선 블록이 구비될 수 있으며, 배선 블록은 상기 적색, 녹색 및 청색 발광부(RE, GE, BE)를 구동하는 구동 소자(DR, GR, BR)과 연결될 수 있다. 발광부들(RE, GE, BE)은 도시된 바와 같이, 동일 면적을 가질 수도 있지만 투명 표시 장치가 지향하는 색 특성에 따라 특정 색 발광부의 크기를 더 크게 하여 배치될 수도 있고, 특정 색 발광부의 배치 수를 더 늘려 형성할 수 있다. 또한, 투과부(T/S)의 배치 밀도는 투명 표시 장치에서 요구되는 투과율 및 투과 면적에 따라 변경될 수 있다.

예를 들어 청색 발광부(BE) 및 녹색 발광부(GE)는 그 면적을 상대적으로 적색 발광부(RE) 보다 크게 가질 수 있다. 청색 발광부(BE)를 크게 갖는 것은, 이는 낮은 청색의 효율을 보상하기 위함이다. 녹색 발광부(GE)를 크게 갖는 것은 녹색이 발광시 가장 휘도에 기여하는 비중이 높기 때문에, 일정 이상의 휘도를 확보하기 위함이다. 그러나, 설명한 예는 일예이며, 만일 특정 색 편향의 투명 표시 장치를 구현시 요구되는 특정 색 발광부의 면적을 더 크게 할 수도 있다.

즉, 적색 발광부(RE), 녹색 발광부(GE) 및 청색 발광부(BE)의 배치는 필요에 따라 달라질 수도 있으며, 구비된 색도 적/녹/청이 아닌 시안/마젠타/옐로우 등의 다른 색 조합도 가능할 수 있으며, 경우에 따라 백색 발광부를 더 추가하여 구비할 수도 있다.

도시된 바와 같이, 하나의 투과부(T/S)에 적색, 녹색 및 청색 발광부(RE, GE, BE)가 이웃한 형태를 세트 구성으로 하여, 이러한 세트 구성이 반복되게 하여 기판(100) 상에 투과부(T/S)와 적, 녹, 청색 발광부(RE, GE, BE)가 반복 배치될 수 있다. 이에 한하지 않으며, 투과부(T/S)가 매 색 발광부마다 서로 구분되어 배치될 수도 있다. 즉, 하나의 투과부(T/S)와 하나의 색 발광부(RE 또는 GE 또는 BE)가 이웃하여 배치할 수 있다.

각 발광부(RE, GE, BE)는 각 발광부(RE, GE, BE)의 발광 소자(OLED)를 이루는 제 1 전극(125: 125r, 125g, 125b)의 영역 내에 정의되는 것으로, 제 1 전극(125: 125r, 125g, 125b)의 각 면적이 각 발광부(RE, GE, BE)의 면적 전체를 커버하도록 발광부(RE, GE, BE)의 면적보다 크게 하여 형성한다. 뱅크(150)가 상기 제 1 전극(125: 125r, 125g, 125b)의 가장 자리에 배치되어 상기 발광부(RE, GE, BE)의 영역을 정의할 수 있다.

투과부(TS) 주위에 적색 발광부(RE), 녹색 발광부(GE) 및 청색 발광부(BE)가 모두 발광시 백색 발광이 나타날 수 있으며, 적색 발광부(RE), 녹색 발광부(GE) 및 청색 발광부(BE) 중 어느 하나가 선택적으로 발광시 해당 발광부의 색이 나타날 수 있다. 경우에 따라 2개의 서로 다른 발광부를 함께 턴온시켜 두 발광색을 혼합시킨 색을 나타낼 수도 있다.

본 발명의 투과부(T/S)는 인접한 발광부를 구동하는 구동 소자(110)의 동작에 의해 선택적으로 기능할 수 있다. 구동 소자(110)의 비구동시 투과부로 기능하고, 구동 소자(110)의 구동시 광의 차폐부로 기능할 수 있다. 투과부(T/S)는 같은 구동 소자(110)에 접속되어 있는 발광부(E)와 함께 동작한다.

도 3에는 각 발광부(RE, GE, BE)에 중첩하여 구동 소자(110)를 포함한 구동부(DR, DG, DB)가 구비된 상태를 나타낸다. 구동부(DR, DG, DB)는 스위칭 박막 트랜지스터, 구동 박막 트랜지스터, 스토리지 캐패시터를 포함할 수 있다. 도 3에는 투과부(T/S)과 인접한 적색 발광부(RE)의 구동부(DR)와 연결된 상태를 나타내나 이에 한정되지 않는다. 투과부(T/S)와 인접한 어느 하나의 발광부의 구동부(DR 또는 DG 또는 DB)에도 접속될 수 있는 것이다.

구체적으로, 상기 투과부(T/S)의 투명 전극(도 1의 120 참조)은 적어도 주변의 발광부들 중 어느 하나의 발광부의 제 1 전극(125r 또는 125g 또는 125b)에 접속되어 동일한 구동 소자에 의해 동작할 수 있다. 이를 위해, 상기 투과부(T/S)의 투명 전극(120)은 그 폭이 주위에 인접한 어느 하나의 발광부(E)의 제 1 전극(125r 또는 125g 또는 125b)과 중첩되도록 확장되어 서로 접속될 수 있다.

상기 각 발광부의 구동부(DG, DB, DR) 및 이에 연결된 배선들은 투과부(T/S)의 외측에 위치하도록 하여 투과율의 손실을 방지하는 것이 바람직하다. 한편, 본 발명의 투명 표시 장치에서 발광부(RE, GE, BE)는 구비된 발광 소자(OLED)의 제 1 전극(125)에 반사 전극을 포함하여 하부에 차폐성의 배선을 포함한 구동부(DR, DG, DB)를 갖더라도 발광부 영역의 손실이 발생되지 않는다.

또한, 도 4 내지 도 6과 같이, 발광 소자(OLED)를 구동하는 구동 소자(110)를 포함한 구동부(DR, DG, DB) 및 각 절연막들(101, 102, 103, 104, 109, 115)은 기판(100) 상에 구비된다.이 중 투과부(T/S)에 위치하는 전기 변색 소자(SB)는 투명 전극(120)과 전기 변색 입자(181)를 포함한 전기 변색층(180), 전해질층(190) 및 제 2 전극(140)이 적층되어 이루어진다.

그리고, 발광부(E)에 위치하는 발광 소자(OLED)는 제 1 전극(125)과, 발광층(130) 및 제 2 전극(140)이 적층되어 이루어진다.

위의 구성은 각각 전기 변색 소자(SB)와 발광 소자(OLED)의 최소 구성을 설명한 것으로, 구체적으로 회로 및 층간 구성에 대해서는 하기에서 설명한다.

도 7을 참조하여, 기판(100)의 표시 영역 내에 구비되는 하나의 투과부(T/S)와 이와 접속된 발광부(E)의 구동부(도 3의 DR)의 회로 구성을 설명한다. 투과부(T/S)와 접속된 발광부(E)의 구동부(DR)는 서로 교차하는 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)과, 상기 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)의 교차부에 구비된 스위칭 박막 트랜지스터(S-Tr), 스위칭 박막 트랜지스터(S-Tr)과 구동 전압 라인(VDDL) 사이에 구비된 구동 박막 트랜지스터(D-Tr), 구동 박막 트랜지스터(D-Tr)와 연결된 발광 소자(OLED), 상기 구동 박막 트랜지스터(D-Tr)의 게이트 전극과 드레인 전극(혹은 소스 전극) 사이에 구비된 스토리지 캐패시터(Cst) 및 상기 발광 소자(OLED)와 병렬 관계의 전기 변색 소자(SB)를 포함한다.

상기 전기 변색 소자(SB)의 발광 소자(OLED)의 양단과 접속되어, 상기 구동 박막 트랜지스터(D-Tr)의 동작에 따라 공통적으로 턴온/턴오프 동작한다. 단, 발광 소자(OLED)는 턴온시 발광하나, 전기 변색 소자(SB)는 차폐되어 광이 투과됨을 방지하여, 발광부(E) 주변에서 빛이 샘을 방지하여 발광시 휘도를 향상시킬 수 있다. 발광 소자(OLED)의 턴오프 상태에서, 상기 전기 변색 소자(SB)는 투과부로 기능하며, 투명 표시 장치의 투과에 기여한다. 여기서, 발광 소자(OLED)의 양단은 발광 소자(OLED)의 제 1 전극(125)과 제 2 전극(140)을 의미한다. 즉, 전기 변색 소자(SB)의 일 전극으로 투명 전극(120)은 동일한 제 1 노드(A)에서 제 1 전극(125)과 접속되며, 전기 변색 소자(SB)의 다른 전극은 상기 발광 소자(OLED)의 제 2 전극(140)을 공유하는 것이다.

도 3의 직접적으로 투과부(T/S)와 접속되지 않는 발광부의 구동부(DG, DB)는 상술한 회로에서, 각 발광부(E)의 회로는 상기 전기 변색 소자(SB)의 구성을 갖지 않는 점 외에, 나머지는 상술한 투과부와 접속된 발광부의 (적색) 구동부(DR)와 동일 구성을 갖는다.

여기서, 스위칭 박막 트랜지스터(S-Tr)는 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)이 교차하는 영역에 형성되어, 해당 서브 화소를 선택하는 기능을 하며, 그리고, 구동 박막 트랜지스터(D-Tr)는 스위칭 박막 트랜지스터(S-Tr)에 의해 선택된 서브 화소의 발광 소자(OLED)를 구동하는 기능을 한다. 상기 구동 박막 트랜지스터(D-Tr)는 상술한 도 1의 구동 소자(110)로 기능할 수 있다. 도시된 도 7의 구동부는 최소 회로를 나타낸 것으로, 경우에 따라, 각 구동부(DR, DG, DB)에 구비되는 트랜지스터는 발광 소자 구동시 열화 보상 및 리셋 등의 기능을 위해 상술한 도 7의 2개보다 더 많은 수로 구비될 수 있다.

한편, 기판(100)의 외곽 영역에는 상기 게이트 라인(GL)에 스캔 신호를 공급하는 게이트 구동부(미도시)과 상기 데이터 라인(DL)에는 데이터 신호를 공급하는 데이터 구동부(미도시)를 포함한다. 그리고, 상기 구동 전압 라인(VDDL)은 상기 외곽 영역에 제 1 전원(VDD)을 구비하여 구동 전압을 인가받거나 혹은 데이터 구동부를 통해 구동 전압을 인가받을 수 있다.

여기서, 상기 게이트 구동부 및 데이터 구동부/제 1 전원은, 상기 표시 영역의 박막 트랜지스터 형성시 상기 기판(100) 상의 외곽 영역에 직접 내장하여 형성할 수도 있고, 혹은 기판(100)의 외곽 영역에 별도로 필름이나 인쇄 회로 기판의 형상을 부착시켜 이루어질 수도 있다. 이러한 회로 구동부는 어느 경우나 표시 영역 외곽 영역에 구비하는 것으로, 이를 위해 표시 영역(AA)은 기판(100)의 에지보다 안쪽에서 정의된다.

또한, 게이트 구동부는 복수의 게이트 라인(GL)에 스캔 신호를 순차적으로 공급한다. 예를 들면, 게이트 구동부는 제어회로로써, 타이밍 컨트롤러(미도시)등으로부터 공급되는 제어신호에 대응하여 복수의 게이트 라인(GL)에 스캔 신호를 공급한다.

또한, 데이터 구동부는 타이밍 컨트롤러(미도시)등의 외부로부터 공급되는 제어 신호에 대응하여 데이터 라인(DL) 중 선택된 데이터 라인(DL1~DLm)들로 데이터 신호를 공급한다. 데이터 라인(DL1~DLm)들로 공급된 데이터 신호는 게이트 라인(GL~GLn)으로 스캔 신호가 공급될 때마다 스캔 신호에 의해 선택된 서브 화소(SP)로 공급된다. 이를 통해, 서브 화소(SP)는 데이터 신호에 대응하는 전압을 충전하고 이에 대응하는 휘도로 발광한다.

한편, 상기 기판(100)은 플라스틱, 유리, 세라믹 등으로 이루어지는 절연 기판일 수 있으며, 기판(100)이 플라스틱으로 구성될 경우, 슬림하며 휘어질 수 있는 플렉서블(flexible)한 특성을 가질 수 있다. 다만, 기판(100)의 재료는 이에 국한되지 않으며, 금속을 포함하고 배선이 형성되는 측에 절연성 버퍼층을 더 구비한 형태로도 이루어질 수도 있다.

제 2 전극(140)은 투과부(T/S)와 발광부(E) 들에서 구분되지 않고, 전체 기판(100)에 일체형으로 형성되는데, 상대적으로 제 1 전극(125) 및 투명 전극(120) 대비 큰 면적을 가지기 때문에, 영역별 전압 불균일이 발생할 수 있어, 이를 방지하고자 구비되어 있는 도 3과 같이, 매 화소 혹은 복수개의 화소별로 제 2 전극(140)과 하부의 보조 전극(미도시)과 제 2 접속(CT2)을 가질 수 있다. 보조 전극은 제 1 전극(125)과 이격하며, 제 1 전극(125)과 동일층에 형성될 수 있다. 이 경우, 보조 전극은 박막 트랜지스터 어레이의 별도로 접지 전압이 인가되는 금속 라인과 전기적으로 연결될 수 있다.

발광 소자(OLED)는 도 6과 같이, 기능적으로 제 1 전극(125) 및 이와 대향되는 제 2 전극(140)과 상기 제 1 전극(125)과 제 2 전극(140) 사이의 발광층(130)을 포함한 구성으로 이루어지며, 각 발광부는 상기 제 1 전극(125)의 가장 자리를 중첩한 뱅크(150)의 오픈 영역에 의해 영역이 구분된다.

기판(100) 상의 수직적 구성으로, 버퍼층(101)부터 뱅크(150)까지 노광 및 현상을 진행하는 어레이 공정으로 이루어질 수 있으며, 뱅크(150) 이후의 발광층(130) 및 제 2 전극(140) 등은 증착 공정에 의해 형성될 수 있다. 뱅크(150)가 제 1 전극(125)의 가장 자리를 덮고 있고, 뱅크(150) 하측의 구성 요소인 제 1 전극(125) 및 투명 전극(120)은 어레이 공정에서 형성될 수 있다.

또한, 발광 소자(OLED)가 유기발광소자로 이루어질 때, 제 1 전극(125) 및 제 2 전극(140) 사이에 유기물로 이루어지며, 이러한 유기물은 발광층(130) 및 공통층(도 8의 CML1, CML2)을 포함할 수 있다. 상기 유기물(130, CML1,CML2) 및 제 2 전극(140)은 증착 공정을 통해 형성될 수 있는데, 화소별로 분할된 마스크를 사용하지 않고 가장 자리 영역만 가리며 오픈된 영역으로 기상화된 물질을 증착시켜 형성하여 각 화소별 패터닝된 영역없이 증착이 이루어질 수도 있다. 도시된 바와 같이, 일부 발광층(130) 중 선택적 색 발광층을 증착하기 위해 증착 마스크가 이용될 수 있으나, 유기물의 공통층(CML1, CML2) 및 제 2 전극(140)은 화소별 구분없이 형성된다.

여기서, 발광층(130)에 하부에 구비되는 제 1 공통층(CML1)은 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 저지층 등으로 정공의 주입, 정공의 수송의 기능을 하거나 전자 또는 여기자가 발광층(130)을 빠져나가지 못하게 기능하는 층들로, 주로 정공 이동도가 높은 물질로 이루어질 수 있다. 그리고, 제 1 공통층(CML1)은 단일층으로 이루어질 수도 있고, 각 기능별로 복수층으로 나누어 구비할 수도 있다.

발광층(130) 상부에 구비되는 제 2 공통층(CML2)은 정공 저지층, 전자 수송층, 전자 주입층 등으로, 정공이나 캐리어가 발광층(130)을 빠져나옴을 방지하거나, 전자를 수송하거나 전자의 주입에 관계된 층들로, 주로 전자 이동도가 높은 물질로 형성할 수 있다. 제 1 공통층(CML1)과 마찬가지로 제 2 공통층(CML) 또한 단일층으로 이루어질 수도 있고, 각 기능별로 복수층으로 나누어 구비할 수도 있다.

도 8과 같이, 발광부(E)와 투과부(T/S)에서 상술한 제 1, 제 2 공통층(CML1, CML2)은 공통적으로 형성될 수 있다. 상기 제 1, 제 2 공통층(CML1, CML2)은 또한, 발광부(E)와 투과부(T/S) 사이의 뱅크(150)에도 형성되어, 전체적으로 기판(100) 상의 액티브 영역(AA 혹은 표시 영역: 복수개의 발광부와 투과부가 일정하게 배치된 영역으로 실질적으로 표시가 이루어지는 영역, 발광부와 투과부 사이의 뱅크 포함)에 구분없이 형성될 수 있다. 발광층(130)은 증착 마스크를 이용하여 발광부(E)에만 선택적으로 형성할 수 있으므로, 발광부(E)의 제 1 전극(125), 제 1 공통층(CML1), 발광층(130), 제 2 공통층(CML2) 및 제 2 전극(140)으로 이루어지는 층상 구조의 발광 소자(OLED)의 층상 구조와 대응하여, 투과부(T/S)에는 연속되는 제 1 공통층(CML1), 제 2 공통층(CML2) 및 제 2 전극(140)의 적층 구성을 가질 수 있다.

본 발명의 투명 표시 장치에 있어서, 제 2 전극(140)은 발광층(130) 혹은 공통층(CML1, CML2)에 연속되어 형성되기 때문에, 뱅크(150) 상부에 소정 부분에 역 테이퍼를 갖는 스페이서(미도시)를 더 형성하여 직진성을 갖고 증착되는 유기물이 상기 역 테이퍼를 통해 증착되지 않는 부위를 갖게 할 수 있다. 이 경우, 제 2 전극(140)이 직접적으로 유기물 등이 노출된 뱅크(150) 하부의 보조 전극(미도시)과 접속되어 상기 보조 전극을 통해 제 2 전극(140)의 접속 저항을 줄여 상기 제 2 전극(140)의 전위를 안정화한다.

한편, 발광부(E)측의 제 1 전극(125) 하부에는 평탄화층(115)이 위치하며, 상기 투과부(T/S)측의 제 1 공통층(CML1) 하부에는 전해질층(190)이 위치할 수 있다. 상기 평탄화층(115)과 전해질층(190)의 상부 표면은 동일하거나 거의 단차가 없을 수 있으며, 이에 따라, 제 1 공통층(CML1), 제 2 공통층(CML2) 및 제 2 전극(140) 형성을 위치한 증착 공정에서, 형성되는 층들이 균일하게 증착될 수 있다.

도 4 및 도 7과 같이, 발광 소자(OLED)의 제 1 전극(125)과 구동 소자(110)(D-Tr)는 제 1 반도체층(105a)과, 상기 제 1 반도체층(105a) 상을 덮으며, 게이트 절연막(102)과, 상기 제 1 반도체층(105a) 상부에 대응하여 상기 게이트 절연막(102) 상에 구비된 게이트 전극(333)과, 상기 게이트 전극(333)과 이격하며 상기 제 1 반도체층(105a) 양측에 접속된 소스 전극(326) 및 드레인 전극(329)을 포함하여 이루어진다. 도 4에 도시되지 않았지만, 상술한 구동 소자(110)와 동일 또는 유사한 형상으로 구동부의 스위칭 박막 트랜지스터(S-Tr)가 구비될 수 있다.

또한, 상기 게이트 절연막(102) 상에는 제 1 게이트 전극(333)과 함께, 동일층에 제 1 스토리지 전극(331)이 구비되고, 상기 제 1 게이트 전극(333) 상에 제 1, 제 2 층간 절연막(103, 104)이 구비되며, 상기 제 2 층간 절연막(104) 및 제 1 층간 절연막(103), 게이트 절연막(102)의 일부가 제거되어 상기 제 1 반도체층(105a)과 접속되는 소스 전극(326) 및 드레인 전극(329)이 형성될 수 있다. 상기 제 1 스토리지 전극(331)과 중첩하며 상기 제 1 층간 절연막(103) 상에 제 2 스토리지 전극(111)이 형성되어, 두 전극이 중첩한 위치에 스토리지 캐패시터(Cst)를 형성할 수 있다.

경우에 따라, 상기 제 1 반도체층(105a)과 소스 전극(326) 및 드레인 전극(329)의 접속은, 도 5와 같이, 제 1 반도체층(105a)을 과식각하여 접속 부위에서 상기 제 1 반도체층(105a) 두께 전체를 식각하여 이루어질 수 있으며, 이 때, 게이트 절연막(102) 하부의 버퍼층(101)까지 일부 두께 제거되어, 소스 전극(326) 및 드레인 전극(329)은 상기 제 1 반도체층(105a)을 관통하여 버퍼층(101)의 표면 일부 두께까지 형성될 수도 있다. 이러한 구성은 필수적인 것은 아니므로, 도 4와 같이, 소스 전극(326) 및 드레인 전극(329)은 상기 제 1 반도체층(105a)의 상부 표면에 접속할 수도 있다.

그리고, 구동 소자(110) 상에 보호막(109)이 형성되고, 상기 드레인 전극(329) 상부를 일부 노출하도록 상기 보호막(109)을 제거하여 상기 보호막(109) 상에 상기 드레인 전극(329)과 접속되는 투명 전극(120)을 형성할 수 있다. 상기 투명 전극(120)은 앞서 설명한 투과부(T/S)까지 연장되어 형성되어 전기 변색 소자(SB)의 일 전극으로 기능한다.

또한, 상기 투명 전극(120) 상부에는 평탄화층(115)이 투과부(T/S) 및 제 1 콘택홀(CT1)을 제외한 영역에 형성되어 투과부(T/S)의 투명 전극(120)을 노출시킨다.

상기 평탄화층(115) 상에 반사성의 금속을 포함한 단일층 이상의 금속층을 선택적으로 제거하여, 상기 제 1 콘택홀(CT1)을 통해 상기 드레인 전극(329) 상의 위치한 상기 투명 전극(120)과 접속하는 제 1 전극(125)을 형성한다. 그리고, 투과부(T/S)에 노출된 투명 전극(120) 상에는 바로 접하여 복수개의 전기 변색 입자(181)를 갖는 전기 변색층(180)을 형성하여, 상기 평탄화층(115)과 동일 표면 두께로 전해질층(190)을 채운다. 상기 전기 변색층(180)의 유동을 방지하기 위해 전해질층(190)은 고체로 이루어진다.

또한, 상기 투과부(T/S) 및 발광부들(RE, GE, BE)의 영역을 오픈하는 뱅크(150)를 형성한다. 도 5와 같이, 상기 뱅크(150)가 상기 제 1 콘택홀(CT1)의 부위를 가릴 수 있다.

그리고, 상기 투과부(T/S) 상의 상기 전해질층(190) 상에 제 2 전극(140)이 형성된다. 상기 제 2 전극(140)은 기판(100) 상의 액티브 영역(AA) 내 화소들 전체를 덮으며, 형성되는 것으로, 뱅크(150) 상에도 위치한다.

한편, 본 명세서에서 설명하는 화소는 도 3의 반복 구성 단위로서, 연속된 청색 발광부(GE), 적색 발광부(RE), 녹색 발광부(GE) 및 적색 발광부(RE)에 이에 인접한 투과부(T/S)를 말하나 반복 구성의 단위는 발광부 혹은 투과부의 배치에 달라질 수 있으므로, 이에 한하는 것은 아니다. 그러나, 어느 경우나 본 발명의 투명 표시 장치의 화소는 적어도 하나의 색 발광부와 이에 인접한 적어도 하나의 투과부를 포함한다.

상기 스토리지 캐패시터(Cst)는 서로 중첩한 제 1 스토리지 전극(331) 및 제 2 스토리지 전극(111)과 그 사이에 제 1 층간 절연막(103)을 개재하여 형성된다.

상기 제 1 스토리지 전극(331)은 게이트 전극 물질로 형성할 수 있다. 그리고, 도 5의 구조로 한정되지 않고, 본 발명의 투명 표시 장치의 스토리지 캐패시터 중 상기 제 2 스토리지 전극(111)은 금속을 대체하여 제 1 반도체층(105a)의 물질로 형성할 수도 있다. 제 2 스토리지 전극(111)이 반도체층 물질로 형성시 그 위치는 제 1 스토리지 전극(331)보다 하측에 위치할 수 있다.

경우에 따라, 스토리지 캐패시터(Cst)와 중첩된 영역 중 일부에 제 1 반도체층(105a)과 동일층의 제 2 반도체층(105b)을 중첩하여 더 형성함으로써, 스토리지 캐패시터(Cst)의 용량을 더 늘리 수도 있다.

상기 제 2 스토리지 전극(111)은 제 3 콘택홀(CT3)을 통해 연결 배선(325)에 접속되어 전기적 신호를 인가받을 수 있다.

상술한 구성은 일 예에 따른 것이며, 각 화소부의 발광부를 구동하기 위한 구동 소자는 보다 단순화되거나 추가적으로 박막 트랜지스터나 캐패시터를 부가할 수도 있다.

그리고, 도 4와 같이, 투과부(T/S)의 인접한 어느 하나의 발광부(RE)의 제 1 전극(125)과 접속되도록 도 7과 같이, 상기 투명 전극(120)은 일측에 연장부(120e)를 구비하여, 제 1 전극(125)과 접속될 수 있다.

이하, 본 발명의 투명 표시 장치에 있어서, 발광부와 투과부의 구동/비구동 상태를 살펴본다.

도 9a 및 도 9b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 투명 표시 장치의 오프 상태의 투과부 및 발광부를 나타낸 평면도 및 단면도를 나타낸 도면이다. 그리고, 도 10a 및 도 10b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 투명 표시 장치의 온 상태의 투과부 및 발광부를 나타낸 도면이다.

본 발명의 제 1 실시예에 따른 투명 표시 장치에 있어서, 도 9a 및 도 10a와 같이, 발광부들은 서로 다른 색을 발광하는 적색 발광부(RE), 녹색 발광부(GE) 및 청색 발광부(BE)가 구비된다. 그리고, 상기 적색 발광부(RE), 녹색 발광부(GE)및 청색 발광부(BE)들은 투과부(T/S)와 이웃하고 있다.

투과부(T/S)의 투명 전극(120)이 인접한 어느 하나의 발광부(E)의 제 1 전극(125)과 제 1 콘택홀(CT1)을 통해 접속되어 있다. 도 9a 및 도 10a는 적색 발광부(RE)의 구동부(DR) 측에 있는 제 1 전극(125r)으로 상기 투과부(T/S)의 투명 전극(120)이 연장부(120e)를 갖고 연장되어 제 1 콘택홀(CT1)을 통해 제 1 전극(125)과 전기적 접속을 갖는 것을 나타내었다. 그러나, 이에 한하지 않고, 상기 투명 전극(120)의 연장부(120e)의 위치는 녹색 발광부(RE)의 제 1 전극(125g)으로 연장되어 접속을 가질 수도 있고, 혹은 청색 발광부(BE)의 제 1 전극(125b)으로 연장되어 접속을 가질 수도 있다. 다른 예로, 하나의 투과부와 인접한 적색, 녹색, 청색 발광부를 세트 구성으로 할 때, 복수 세트가 기판(100) 상에 배치된다고 할 때, 세트들에 일부는 투과부의 연장부를 적색 발광부에, 다른 일부는 녹색 발광부에, 나머지 일부는 청색 발광부에 연장부를 갖도록 하여, 전체 세트들의 시메트리(symmetry)를 확보할 수 있다.

이러한 투과부(T/S)의 투명 전극 연장부(120e)는 인접한 발광부의 제 1 전극(125)과 접속되어 투과부(T/S)의 전기 변색 소자(SB)는 상기 발광부(E)의 발광 소자(OLED)와 함께 구동된다.

도 9b 및 도 10b의 단면도에서는 앞서 설명한 구동 소자(110)가 투명 전극(120)의 연장부(120e)와 접속되며, 상기 투명 전극의 연장부(120e)가 발광 소자(OLED)와 접속된 상태를 갖는 발광부(E)가 도시되어 있고, 스토리지 캐패시터(Cs) 및 투과부(T/S)가 함께 나타나 있다.

앞서 설명한 부분과 동일한 부분에 대하여는 설명을 생략한다.

설명하지 않는 450은 상기 발광 소자(OLED) 및 전기 변색 소자(SB)를 보호하는 층으로 수분이 투입됨을 방지하고 외기가 들어오지 못하도록 차단하는 봉지 기능을 갖는 봉지층(450)이다. 봉지층(450)은 광학적으로 광의 투과에 영향이 없는 투명한 재질로 이루어지며, 단일의 유기막일 수도 있고, 혹은 유기막/무기막이 복수 쌍으로 교번된 봉지 필름으로 이루어질 수도 있다.

도 9a 및 도 9b와 같이, 상기 적색, 녹색 및 청색 발광부(RE, GE, BE)들의 턴오프 상태에서는 상기 적색, 녹색 및 청색 발광부(RE, GE, BE)는 비구동 상태로 반사성을 갖는 제 1 전극(125)에 의해 후면 광이 차단되고, 각 발광 소자(OLED) 내에서도 발광 현상이 발생되지 않아 상기 제 1 전극(125)에 포함된 반사 금속과 유사한 색으로 관찰된다.

이 경우, 투과부(T/S)의 투명 전극(120)은 인접한 적색 발광부(RE)의 제 1 전극(125)과 접속되어 구비되어 있는 전기 변색 소자(SB) 또한 비 구동되어, 전기 변색 소자(SB) 내의 전기 변색층(180)이 오프 상태의 투명한 상태(180b)로 후면의 외부 빛이 그대로 상부로 투과된다.

도 10a 및 도 10b와 같이, 상기 적색, 녹색 및 청색 발광부(RE, GE, BE)들 중 선택적으로 적색 발광부(RE)만이 턴온 상태를 나타낼 때, 적색 발광부(RE)만 발광하고, 동시에 접속되어 있는 투과부(T/S) 내의 전기 변색 소자(SB)의 전기 변색층(180)은 변색되어 광차폐성(180a)을 갖는 상태가 되어 투과부(T/S)의 외부 광 투과가 방지되며, 상기 적색 발광부(RE)의 시인이 잘 이루어지며, 휘도가 향상될 수 있다.

이 경우, 본 발명의 제 1 실시예와 같이, 투과부(T/S)의 전기 변색 소자(SB)는 하나의 발광부(RE)만 전기적 접속을 갖고, 상기 발광부(RE)의 구동에 동기하여 동작한다. 이 때, 전기적 접속을 갖지 않는 녹색 발광부(GE) 또는 청색 발광부(BE)는 턴온 상태이던, 턴오프 상태이던, 투과부(T/S)의 전기 변색 소자(SB)의 구동에 영향을 주지 않으며 턴온/턴오프 동작이 자유로울 수 있다.

이 경우, 투과부(T/S)의 투명 전극(120)은 인접한 적색 발광부(RE)의 제 1 전극(125)과 접속되어, 구비되어 있는 전기 변색 소자(SB)이 함께 턴온 구동되며, 전기 변색되어 후면 광이 차폐된다. 즉, 발광이 이루어지고 있는 주변에 있는 투과부(T/S)가 차폐되어 상기 제 3 발광부(E3)의 발광색이 주변으로부터 두드러져 색대조비가 향상된다.

도 11은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 투명 표시 장치를 나타낸 평면도이며, 도 12는 도 11의 발광부들의 선택적인 발광을 나타낸 평면도이며, 도 13a는 도 12의 적색 발광부 및 인접한 투과부의 구동을 나타낸 단면도이며, 도 13b는 도 12의 녹색 발광부 및 인접한 투과부의 구동을 나타낸 단면도이다.

도 11과 같이 본 발명의 제 2 실시예에 따른 투명 표시 장치는 하나의 투과부(TS1, TS2, TS3)와 하나의 발광부(RE, GE, BE)가 이웃하도록 한 것으로, 상술한 제 1 실시예에 비교하여 투과부의 구성을 발광부 수에 따라 분할한 것으로 특징으로 한다.

그리고, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 투명 표시 장치는 적색 발광부(RE)의 구동부(DR) 측에 있는 제 1 전극(125r)으로 이웃한 상기 투과부(T/S)의 투명 전극(120)이 연장부(120e)를 갖고 연장되어 제 1 서브 콘택홀(CT11)을 통해 제 1 전극(125)과 전기적 접속을 가지며, 동일하게, 녹색 발광부(GE)의 구동부(DG) 측에 있는 제 1 전극(125g)으로 이웃한 상기 투과부(T/S)의 투명 전극(120)이 연장부(120e)를 갖고 연장되어 제 2 서브 콘택홀(CT12)을 통해 제 1 전극(125)과 전기적 접속을 갖고, 청색 발광부(BE)의 구동부(DB) 측에 있는 제 1 전극(125b)으로 이웃한 상기 투과부(T/S)의 투명 전극(120)이 연장부(120e)를 갖고 연장되어 제 3 서브 콘택홀(CT13)을 통해 제 1 전극(125)과 전기적 접속을 갖는다. 즉, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 투명 표시 장치는 상기 투과부(T/S)의 투명 전극(120)을 상기 적색, 녹색 및 청색 발광부(RE, GE, BE)에 대응되는 수로 분할하여, 나뉘어진 투명 전극(120)별로 인접한 서로 다른 적색, 녹색 및 청색 발광부(RE, GE, BE)의 제 1 전극(125)들과 각각 접속시켜, 각각 투과부(T/S)가 인접한 발광부(RE, GE, BE)의 개별 색상별로 온/오프 동작할 수 있다.

본 발명의 제 2 실시예에 따른 투명 표시 장치는 도 12와 같이, 일부 발광부(RE)를 턴온 구동하고, 나머지 발광부(GE, BE)를 턴오프 구동시킬 수 있다. 예를 들어, 도 13a와 같이, 소정의 발광부(RE)가 구동시 이와 접속된 투과부(TS1)는 전기 변색 소자(SB)의 구동에 의해 차폐성을 유지하고 나머지는 도 13b와 같이, 투과부(TS2, TS3)는 비구동된 발광부(GE, BE)와 접속되어 투과성을 유지할 수 있어, 투명 표시 장치의 투과성을 유지하며 발광이 이루어진 부분에서의 색대조비도 향상시킬 수 있다.

발광부의 선택 구동은 도시된 예의 적색 발광부에 한할 것이 아니라 녹색 발광부나 청색 발광부의 선택 구동 또한 물론 가능하며, 이 경우에도 인접한 투과부가 함께 구동되어 전기 변색 소자(SB)가 차폐동작하여 구동하는 발광부 주변을 가려주어 구동부의 색 휘도를 향상시켜 투명 표시 장치의 색 대조비 및 휘도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

이와 구체적으로 본 발명의 투명 표시 장치의 제조 방법에 대해 도 4 내지 도 6을 참조하여 살펴본다.

기판(100) 상에 버퍼층(101)을 형성하고, 이어, 제 1 반도체층(105a) 및 제 2 반도체층(105b)을 선택적으로 형성한다.

이어, 제 1 반도체층(105a), 제 2 반도체층(105b)을 덮도록 게이트 절연막(102)을 형성한다.

이어, 상기 제 1 반도체층(105a)과 중첩한 위치에 게이트 전극(333)을 형성하고, 동일층에 발광 제어 라인(313)과, 제 1 스토리지 전극(331)을 형성한다.

이어, 상기 게이트 전극(333), 발광 제어 라인(313) 및 제 1 스토리지 전극(331)을 덮도록 제 1 층간 절연막(103)을 형성하고, 상기 제 1 층간 절연막(103) 상에 상기 제 1 스토리지 전극(331)과 중첩한 위치에 제 2 스토리지 전극(111)을 형성한다. 이어, 상기 제 2 스토리지 전극(111)을 덮으며 제 2 층간 절연막(104)을 형성한다.

상기 제 2 층간 절연막(104), 제 1 층간 절연막(103), 게이트 절연막(102)을 선택적으로 제거하여 상기 제 1 반도체층(105a)을 양측을 노출시킨 후, 금속을 증착하고 이를 선택적으로 패터닝하여 상기 제 1 반도체층(105a)의 양측과 각각 접속되는 소스 전극(326) 및 드레인 전극(329)를 형성한다.

이어, 상기 소스 전극(326) 및 드레인 전극(329)을 덮는 보호막(109)을 형성하고, 이를 선택적으로 제거하여, 드레인 전극(329)의 일부를 노출하는 콘택 홀(CT1 하부)의 영역을 형성한다.

이어, 상기 콘택홀을 포함한 상기 보호막(109) 상에 투명 금속을 증착하고 이를 선택적으로 패터닝하여 상기 콘택홀을 채우며 구동 소자(110)의 드레인 전극(329)과 연장부(120e)를 통해 접속되는 투명 전극(120)을 형성한다. 상기 투명 전극(120)은 상기 투과부(T/S)에 상당한 보호막(109) 상에 위치하며, 연장부(120e)가 구동 소자(110)측으로 연장되어 있다.

이어, 상기 투명 전극(120) 및 보호막(109) 상에 평탄화막(115)을 형성하고 이를 투과부(T/S)의 영역과 상기 1 콘택홀(CT1)의 영역에서 평탄화막(115)을 제거한다.

이어, 반사성 금속을 포함하는 일층 이상의 금속층을 증착 후 이를 선택적으로 제거하여 투과부(T/S)는 제외하고 상기 발광부(E)보다 큰 면적에 제 1 전극(125)을 형성한다.

이어, 상기 발광부(E)들 사이와 발광부(E)와 투과부(T/S)의 사이에 영역에 뱅크(150)를 형성한다.

이어, 투과부(T/S)에 노출되어 있는 투명 전극(120) 상에 전기 변색층(180)을 형성하고, 이어 평탄층(115)의 표면까지 고체 전해질층(190)을 채운다. 이어, 발광층(130)을 발광부(E)에 형성하고, 제 2 전극(140)을 전체 발광부(E)들과 투과부(T/S)들에 걸쳐 형성한다.

그리고, 상기 제 2 전극(140) 상에는 보호를 위한 봉지층(450)이 더 형성될 수 있다.

경우에 따라 봉지층(450) 형성 전 발광 소자(OLED) 및 전기 변색 소자(SB)의 소자 보호 및 광 투과 효과 향상을 위해 캐핑층(미도시)이 더 형성될 수 있다.

그리고, 도시된 예에서의 발광층(130) 외로 제 1 전극(125)과 발광층(130) 사이 및 발광층(130)과 제 2 전극(140) 사이에 공통층이 더 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 공통층은 발광부(E) 및 투과부(T/S)에 공통적으로 형성될 수 있다.

한편, 상술한 예의 박막 트랜지스터 어레이의 구성은 일 예에 따른 것으로, 투명 전극(120) 이전에 형성되는 박막 트랜지스터 어레이의 구조는 앞서 설명한 바와 같이, 다른 구조로도 변경될 수 있다. 즉, 각 발광부에 박막 트랜지스터나 캐패시터의 수를 달리할 수 있다. 어느 경우나 본 발명의 투명 표시 장치는 발광부와 투과부는 구분되며, 투과부의 투명 전극은 인접한 발광부 중 적어도 하나에 대해, 제 1 전극과 전기적 접속을 갖는다.

상술한 본 발명의 투명 표시 장치는 투과부와 발광부를 함께 갖기 때문에, 후면 배경이 보이는 상태의 투명 표시가 가능하게 한다.

또한, 본 발명의 투명 표시 장치의 투과부에 전기 변색(electrochromic) 재료를 적용하여, 발광시 발광부 주변 전기 변색 재료에 전류가 인가되면 투과부에 빛이 차단되어 커튼 효과가 발생됨으로써 투명 표시 장치의 대조비가 향상된다.

본 발명의 투명 표시 장치는, 발광부를 통한 표시시 투과부에 개구된 영역에서 빛 누설이 있어 이로 인해 대조비가 저하됨을 방지하기 위해 발광부의 구동시 선택적으로 투과부에서 광 차단 효과를 갖게 하여 색 대조비를 향상시킬 수 있다. 이 때, 투과부의 면적을 소실하지 않고 투과부 내 전기 변색 소자를 구비하여 발광부 구동과 동시에 광 차단 구현이 가능하다.

복수의 발광부들 중 선택적으로 발광이 이루어지지 않는 발광부 주변의 투과부는 투과성을 유지하도록 하여 투명 표시 장치 본연의 투과성을 유지할 수 있다.

또한, 전기 변색 소자를 구동하기 위해 별도의 구동 소자를 요구하지 않고 발광부에 구비된 구동 소자를 투과부의 전기 변색 소자 구동에 함께 이용할 수 있어, 소자 추가 구비에 따른 투과부 영역 손실을 방지할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 투명 표시 장치는 투과부와 상기 투과부 주변에 발광부를 갖는 기판과, 상기 기판 상에 구비된 구동 소자와, 상기 구동 소자와 접속되어 상기 발광부에 구비되는 발광 소자 및 상기 구동 소자와 접속되어 상기 투과부에 구비되며, 상기 발광부의 구동시 차폐되는 전기 변색 소자를 포함할 수 있다.

상기 전기 변색 소자는 상기 구동 소자와 접속된 투명 전극과, 상기 투명 전극과 접하며 전압 인가시 투과광을 차폐하는 전기 변색층 및 상기 투명 전극과 전기 변색층을 사이에 두고 대향된 대향 전극을 포함할 수 있다.

상기 발광 소자는 상기 투명 전극과 전기적으로 접속된 제 1 전극, 상기 제 1 전극 상의 발광층 및 상기 발광층 상에 상기 대향 전극과 일체형의 제 2 전극을 포함할 수 있다.

상기 전기 변색층과 상기 대향 전극과의 사이에 전해질층을 더 포함할 수 있다.

상기 구동 소자는 액티브층, 상기 액티브층과 일부 중첩한 게이트 전극, 상기 액티브층과 양측에 접속된 소스 전극 및 드레인 전극을 갖는 박막 트랜지스터를 포함하며, 상기 드레인 전극 상에 상기 투명 전극 및 제 1 전극이 적층될 수 있다.

상기 구동 소자는 상기 투과부 외측에 구비될 수 있다.

상기 구동 소자는 상기 제 1 전극과 접속되는 구동 박막 트랜지스터일 수 있다.

상기 투과부와 상기 발광부 사이에 뱅크가 더 구비될 수 있다.

상기 제 1 전극과 동일층에 상기 제 2 전극과 접속되는 보조 전극을 더 구비할 수 있다.

또한, 동일한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 투명 표시 장치는 복수개의 투과부와 상기 복수개의 투과부 각각에 이웃한 서로 다른 색의 제 1 및 제 2 발광부를 갖는 기판과, 상기 제 1 및 제 2 발광부에 각각 구비된 제 1 및 제 2 구동 소자와, 상기 제 1 및 제 2 발광부에, 각각 상기 제 1 및 제 2 구동 소자와 접속된 제 1, 제 2 발광 소자 및 상기 제 1 구동 소자와 접속되며 상기 투과부에 구비된 전기 변색 소자를 포함할 수 있다.

상기 전기 변색 소자는 상기 제 1 구동 소자와 접속된 투명 전극과, 상기 투명 전극과 접하며 전압 인가시 투과광을 차폐하는 전기 변색층 및 상기 투명 전극과 전기 변색층을 사이에 두고 대향된 대향 전극을 포함할 수 있다.

상기 제 1 발광 소자는 상기 투명 전극과 전기적으로 접속된 제 1 서브 전극을 갖고, 상기 제 2 발광 소자는 상기 투명 전극과 전기적으로 분리된 제 2 서브 전극을 가질 수 있다.

상기 제 1 및 제 2 구동 소자는 각각 반도체층과, 상기 반도체층과 게이트 절연막을 개재하여 중첩한 게이트 전극, 상기 반도체층의 양측에 접속한 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하며, 상기 투명 전극은 상기 제 1 구동 소자의 드레인 전극과 접속될 수 있다.

상기 제 1 구동 소자 구동시 상기 제 1 발광 소자는 발광되고, 상기 제 1 구동 소자와 접속된 상기 전기 변색 소자는 차폐될 수 있다.

상기 제 1 서브 전극 및 제 2 서브 전극 상에 각각 제 1 색 발광층, 제 2 색 발광층을 갖고, 상기 제 1 색 발광층 및 제 2 색 발광층에 상기 대향 전극과 일체형의 제 2 전극을 공통으로 포함할 수 있다.

또한, 상기 기판 상에 상기 제 1, 제 2 발광부와 다른 색의 제 3 발광부와, 상기 제 3 발광부에, 상기 전기 변색 소자와 연결되지 않는 제 3 구동 소자 및 상기 제 3 구동 소자와 접속된 제 3 발광 소자를 더 포함할 수 있다.

또 다른 실시예에 따른 본 발명의 투명 표시 장치는 투과부와, 상기 투과부에 대응된 복수개의 발광부를 갖는 기판과, 상기 복수개의 발광부 각각에 구비된 구동 소자와, 상기 구동 소자와 접속되어 상기 복수개의 발광부 각각에 구비된 발광 소자 및 상기 투과부에 이웃한 발광부의 발광 소자와 접속한 전기 변색 소자를 포함하며, 상기 복수개의 발광 소자 중 적어도 어느 하나가 발광시 상기 발광 소자와 접속한 상기 전기 변색 소자는 차폐될 수 있다.

상기 복수개의 발광 소자 중 발광하지 않는 발광 소자와 접속한 상기 전기 변색 소자는 투과성을 가질 수 있다.

한편, 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

100: 기판 110: 구동 소자
115: 평탄화층 120: 투명 전극
125: 제 1 전극 130: 발광층
140: 제 2 전극 150: 뱅크
180: 전기 변색층 190: 전해질층
200: 봉지 기판 210: 컬러 필터층
300: 접착층 OLED: 발광소자
SB: 전기변색소자

Claims

투과부와 상기 투과부 주변에 발광부를 갖는 기판;
상기 기판 상에 구비된 구동 소자;
상기 구동 소자와 접속되어 상기 발광부에 구비되는 발광 소자; 및
상기 구동 소자와 접속되어 상기 투과부에 구비되며, 상기 발광부의 구동시 차폐되는 전기 변색 소자를 포함한 투명 표시 장치.
제 1항에 있어서,
상기 전기 변색 소자는
상기 구동 소자와 접속된 투명 전극;
상기 투명 전극과 접하며 전압 인가시 투과광을 차폐하는 전기 변색층; 및
상기 투명 전극과 전기 변색층을 사이에 두고 대향된 대향 전극을 포함한 투명 표시 장치.
제 2항에 있어서,
상기 발광 소자는 상기 투명 전극과 전기적으로 접속된 제 1 전극, 상기 제 1 전극 상의 발광층 및 상기 발광층 상에 상기 대향 전극과 일체형의 제 2 전극을 포함한 투명 표시 장치.
제 2항에 있어서,
상기 전기 변색층과 상기 대향 전극과의 사이에 전해질층을 더 포함한 투명 표시 장치.
제 3항에 있어서,
상기 구동 소자는 액티브층, 상기 액티브층과 일부 중첩한 게이트 전극, 상기 액티브층과 양측에 접속된 소스 전극 및 드레인 전극을 갖는 박막 트랜지스터를 포함하며,
상기 드레인 전극 상에 상기 투명 전극 및 제 1 전극이 적층되는 투명 표시 장치.
제 1항에 있어서,
상기 구동 소자는 상기 투과부 외측에 구비된 투명 표시 장치.
제 1항에 있어서,
상기 구동 소자는 상기 제 1 전극과 접속되는 구동 박막 트랜지스터인 투명 표시 장치.
제 1항에 있어서,
상기 투과부와 상기 발광부 사이에 뱅크가 더 구비된 투명 표시 장치.
제 3항에 있어서,
상기 제 1 전극과 동일층에 상기 제 2 전극과 접속되는 보조 전극을 더 구비하는 투명 표시 장치.
복수개의 투과부와 상기 복수개의 투과부 각각에 이웃한 서로 다른 색의 제 1 및 제 2 발광부를 갖는 기판;
상기 제 1 및 제 2 발광부에 각각 구비된 제 1 및 제 2 구동 소자;
상기 제 1 및 제 2 발광부에, 각각 상기 제 1 및 제 2 구동 소자와 접속된 제 1, 제 2 발광 소자; 및
상기 제 1 구동 소자와 접속되며 상기 투과부에 구비된 전기 변색 소자를 포함한 투명 표시 장치.
제 10항에 있어서,
상기 전기 변색 소자는
상기 제 1 구동 소자와 접속된 투명 전극;
상기 투명 전극과 접하며 전압 인가시 투과광을 차폐하는 전기 변색층; 및
상기 투명 전극과 전기 변색층을 사이에 두고 대향된 대향 전극을 포함한 투명 표시 장치.
제 11항에 있어서,
상기 제 1 발광 소자는 상기 투명 전극과 전기적으로 접속된 제 1 서브 전극을 갖고,
상기 제 2 발광 소자는 상기 투명 전극과 전기적으로 분리된 제 2 서브 전극을 갖는 투명 표시 장치.
제 11항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 구동 소자는 각각 반도체층과, 상기 반도체층과 게이트 절연막을 개재하여 중첩한 게이트 전극, 상기 반도체층의 양측에 접속한 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하며,
상기 투명 전극은 상기 제 1 구동 소자의 드레인 전극과 접속된 투명 표시 장치.
제 10항에 있어서,
상기 제 1 구동 소자 구동시
상기 제 1 발광 소자는 발광되고,
상기 제 1 구동 소자와 접속된 상기 전기 변색 소자는 차폐되는 투명 표시 장치.
제 12항에 있어서,
상기 제 1 서브 전극 및 제 2 서브 전극 상에 각각 제 1 색 발광층, 제 2 색 발광층을 갖고,
상기 제 1 색 발광층 및 제 2 색 발광층에 상기 대향 전극과 일체형의 제 2 전극을 공통으로 포함한 투명 표시 장치.
제 10항에 있어서,
상기 기판 상에 상기 제 1, 제 2 발광부와 다른 색의 제 3 발광부와,
상기 제 3 발광부에, 상기 전기 변색 소자와 연결되지 않는 제 3 구동 소자 및 상기 제 3 구동 소자와 접속된 제 3 발광 소자를 더 포함한 투명 표시 장치.
투과부와, 상기 투과부에 대응된 복수개의 발광부를 갖는 기판;
상기 복수개의 발광부 각각에 구비된 구동 소자;
상기 구동 소자와 접속되어 상기 복수개의 발광부 각각에 구비된 발광 소자; 및
상기 투과부에 이웃한 발광부의 발광 소자와 접속한 전기 변색 소자를 포함하며,
상기 복수개의 발광 소자 중 적어도 어느 하나가 발광시 상기 발광 소자와 접속한 상기 전기 변색 소자는 차폐된 투명 표시 장치.
제 17항에 있어서,
상기 복수개의 발광 소자 중 발광하지 않는 발광 소자와 접속한 상기 전기 변색 소자는 투과성을 갖는 투명 표시 장치.