KR20210066145A - 투명 디스플레이 장치 - Google Patents

Abstract

실시예에 따른 투명 디스플레이 장치는, 차광 부재; 및 상기 차광 부재 상에 배치되고, 투과 영역 및 비투과 영역을 포함하는 표시 패널을 포함하고, 상기 차광 부재는 제 1 기판; 상기 제 1 기판 상의 제 2 기판; 상기 제 1 기판의 일면 상에 배치되는 제 1 전극; 상기 제 2 기판의 하부에 배치되는 제 2 전극; 및 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극 사이의 광 변환부를 포함하고, 상기 광 변환부는 전압의 인가에 따라 광 투과율이 변화되고, 상기 광 변환부는 수용부 내부의 분산액; 및 상기 분산액 내에 배치되는 광 변환 입자를 포함하고, 상기 제 1 전극은 상기 수용부 일면의 전체 면적에 대해 5% 내지 50%의 면적으로 배치된다.

Description

투명 디스플레이 장치{TRANSPARENT DISPLAY}

실시예는 투명 디스플레이 장치에 관한 것이다.

최근에 들어 발광효율, 휘도, 시야각이 뛰어나며 응답속도가 빠른 평판 표시장치에 대한 수요가 증가하고 있다.

평판 표시장치 중에서 액정 표시장치(Liquid Crystal Display Device)는 별도의 광원으로 백라이트가 필요하고, 밝기, 명암비 및 시야각 등에서 기술적 한계가 있다.

이에 따라, 자체발광이 가능하여 별도의 광원이 필요하지 않고, 밝기, 명암비 및 시야각 등에서 상대적으로 우수한 디스플레이 장치에 대한 관심이 증대되고 있다.

최근에 들어, 전면 및 후면에서 광이 투과되어 시야를 방해하지 않으면서도 화상을 표시할 수 있는 투명 디스플레이 장치의 개발이 이루어지고 있다.

일 예로서, 유기발광 다이오드의 유기박막은 흡수와 발광 스펙트럼의 차이로 인하여 가시광선 영역에서 투명하며, 애노드 전극으로 사용되는 ITO(indium tin oxide)도 가시광선 영역에서 투명하다. 따라서, 유기발광 다이오드의 캐소드 전극을 투명한 물질로 형성할 경우, 투명 유기발광 디스플레이의 제작이 가능하다.

그러나, 유기발광 다이오드를 투명하게 형성할 경우, 전면 및 후면으로 광이 방출되어 휘도가 떨어지기 때문에 일반적으로, 애노드 전극 또는 캐소드 전극을 불투명 금속으로 형성하여 한쪽 방향으로 광이 방출되도록 하고 있다. 이때, 화소 전체를 불투명하게 형성하면 투과 모드를 구현할 수 없기 때문에, 화소의 일부분을 윈도우(window)와 같이, 광이 투과될 수 있는 투과부로 형성한 투명 디스플레이 장치의 개발이 진행되고 있다.

자세하게, 투명 디스플레이 장치는 화상이 표시되지 않는 투과 모드에서는 OLED를 발광시키기 않고, 전면에서 입사된 광이 투과부를 통해 후면으로 투과되고, 반대로 후면에서 입사된 광이 투과부를 통해 전면으로 투과되어 투명한 윈도우로 기능할 수 있다.

또한, 디스플레이 모드에서는 화소마다 형성된 OLED를 발광시켜 화상을 표시할 때, 후면에서 입사된 광이 전면으로 투과되면 화상의 콘트라스트가 떨어져 표시품질이 저하되므로 후면에서 입사된 광이 전면으로 투과되는 것을 차단할 필요가 있다.

따라서, OLED 패널과 결합하여 투명 디스플레이 장치의 투과 모드에서는 광을 투과시키고, 디스플레이 모드에서는 후면에서 입사되는 광을 차광시킬 수 있으며, 저전력을 소비하면서도 투과 효율 및 차광 효율이 우수한 차광 부재가 요구된다.

실시예는 저전력으로 구동 가능하며, 투과 효율 및 차과 효율이 우수한 투명 디스플레이 장치를 제공하고자 한다.

실시예에 따른 투명 디스플레이 장치는, 차광 부재; 및 상기 차광 부재 상에 배치되고, 투과 영역 및 비투과 영역을 포함하는 표시 패널을 포함하고, 상기 차광 부재는 제 1 기판; 상기 제 1 기판 상의 제 2 기판; 상기 제 1 기판의 일면 상에 배치되는 제 1 전극; 상기 제 2 기판의 하부에 배치되는 제 2 전극; 및 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극 사이의 광 변환부를 포함하고, 상기 광 변환부는 전압의 인가에 따라 광 투과율이 변화되고, 상기 광 변환부는 수용부 내부의 분산액; 및 상기 분산액 내에 배치되는 광 변환 입자를 포함하고, 상기 제 1 전극은 상기 수용부 일면의 전체 면적에 대해 5% 내지 50%의 면적으로 배치된다.

실시예에 따른 투명 디스플레이 장치는 전기영동입자를 포함하는 차광 부재에 의해 향상된 투과 효율 및 차광 효율을 가질 수 있다.

자세하게, 차광 부재의 전극을 패턴화하여, 저전력에 의해 차광 부재를 투과모드 및 차광모드로 구동할 수 있다.

또한, 차광 부재의 전극 위치를 표시 패널의 비투과 영역과 중첩되게 배치하여, 투명 디스플레이 장치가 투과 모드로 구동할 때, 투과 효율을 향상시킬 수 있다.

즉, 전압의 인가에 따라 전극 방향으로 이동되는 광 변환 입자가 표시 패널의 비투과 영역 즉, 광이 투과되지 않는 영역으로 이동되도록 전극의 위치를 조절함으로써, 투과 영역을 통해 투과되는 광을 효과적으로 투과시킬 수 있다.

따라서, 실시예에 따른 투명 디스플레이 장치는 향상된 투과 효율 및 차광 효율을 가질 수 있다.

도 1은 실시예에 따른 투명 디스플레이 장치의 일 단면도를 도시한 도면이다.
도 2 및 도 3은 실시예에 따른 투명 디스플레이 장치의 투과 모드 및 디스플레이 모드에서의 광 경로를 설명하기 위한 도면들이다.
도 4는 실시예에 따른 투명 디스플레이 장치의 표시 패널에서 비투과 영역의 화소 구조를 도시한 도면이다.
도 5는 실시예에 따른 투명 디스플레이 장치의 차광 부재의 구조를 도시한 도면이다.
도 6 및 도 7은 일 실시예에 따른 투명 디스플레이 장치의 투과 모드 및 디스플레이 모드에서의 단면도들을 도시한 도면들이다.
도 8 및 도 9는 다른 실시예에 따른 투명 디스플레이 장치의 투과 모드 및 디스플레이 모드에서의 단면도들을 도시한 도면들이다.
도 10 및 도 11은 실시예에 따른 투명 디스플레이 장치의 적용예를 설명하기 위한 도면들이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.

또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, “A 및(와) B, C중 적어도 하나(또는 한개이상)”로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나이상을 포함 할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.

그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우 뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속＇되는 경우도 포함할 수 있다.

또한, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다.

또한 “상(위) 또는 하(아래)”으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.

도 1을 참조하면, 실시예에 따른 투명 디스플레이 장치는 표시 패널(100) 및차광 부재(200)를 포함할 수 있다.

상기 표시 패널(100)과 상기 차광 부재(200)는 서로 접착되어 배치될 수 있다, 자세하게, 상기 표시 패널(100)은 상기 차광 부재(200)의 상부에 배치되어, 상기 표시 패널(100)과 상기 차광 부재(200)는 서로 접착될 수 있다.

상기 표시 패널(100)은 디스플레이를 구현하거나 또는 투명 윈도우를 구현할 수 있다. 또한, 상기 차광 부재(200)는 상기 표시 패널(100)을 통과하여 전면으로 투과되는 광의 경로 및 투과도를 제어할 수 있다.

한편, 도면에는 도시되지 않았으나. 상기 표시 패널(100) 및 상기 차광 부재(200)에는 상기 표시 패널(100) 및 상기 차광 부재(200)를 구동시키기 위한 구동부가 연결될 수 있다.

상기 표시 패널(100)은 구동 방법에 따라 다양한 종류의 표시 패널을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 표시 패널(100)은 별도의 광원이 요구되는 LCD 표시 패널 및 별도의 광원이 요구되지 않고, 자체 발광으로 구동되는 OLED 표시 패널 중 어느 하나의 표시 패널을 포함할 수 있다.

이하에서는, 상기 투명 디스플레이 장치가 보다 투과율이 우수한 OLED 표시 패널을 포함하는 실시예를 중심으로 설명한다.

상기 표시 패널(100)은 투과 영역(TA)과 비투과 영역(NTA)을 포함할 수 있다. 상기 투과 영역(TA)과 상기 비투과 영역(NTA)은 교대로 배치될 수 있다.

상기 비투과 영역은 화소 패턴이 형성되는 영역이고, 상기 투과 영역은 상기 화소 패턴들 사이에서 화소 패턴이 형성되지 않는 영역으로 정의될 수 있다.

이에 따라, 상기 투명 디스플레이 장치는 상기 투과 영역(TA) 및 상기 비투과 영역(NTA)에 의해 투과 모드 및 디스플레이를 구현할 수 있다.

예를 들어, 도 2를 참조하면, 상기 투명 디스플레이 장치는 투과 모드에서 화살표 방향과 같이 상기 투명 디스플레이 장치의 전면 및 후면 방향으로 모두 광을 투과할 수 있다. 자세하게, 상기 투명 디스플레이 장치는 상기 투과 영역(TA)을 통해 투과 모드에서 전면 및 후면 방향으로 모두 광을 투과하여 투명 모드를 구현할 수 있다.

또한, 도 3을 참조하면, 상기 투명 디스플레이 장치는 디스플레이 모드에서 화살표 방향과 같이 상기 투명 디스플레이 장치의 전면으로 광을 투과하고, 후면 방향으로는 광을 투과하지 않을 수 있다. 자세하게, 상기 표시 패널의 비투과 영역에 의해 디스플레이 모드에서 전면 방향으로 디스플레이 화면을 구현할 수 있고, 상기 차광 부재에 의해 후면 방향으로는 광을 투과하지 않을 수 있다.

상기 표시 패널(100)은 스캔 라인, 발광 신호 라인, 데이터 라인, 구동 전원(VDD)라인, 기준 전원(Vref) 라인, 복수의 스위칭 TFT, 드라이빙 TFT, 스토리지 커패시터(Cst) 및 유기 발광 다이오드(OLED)를 포함할 수 있다.

도 4는 실시예에 따른 표시 패널(100)이 OLED 패널을 포함할 때, 표시 패널의 비투과부에 형성된 화소 구조를 나타내는 도면이다.

도 4는 표시 패널(100)의 비투과부(NTA)에 형성된 복수의 화소들 중에서 하나의 화소를 도시한 도면으로서, 표시 패널(100)을 발광시키기 위한 복수의 TFT들 중에서 드라이빙 TFT(20)를 도시하고 있다.

도 4를 참조하면, 표시 패널(100)의 비투과부(NTA)에 형성된 복수의 화소 각각은 OLED(90)에서 생성된 광이 출사되는 발광 영역(A)과 OLED(90)를 구동시키기 위한 TFT들이 형성된 TFT 영역(B)으로 구분할 수 있다.

드라이빙 TFT(20)는 글래스 기판(10) 상에 형성된 게이트(22, gate), 반도체층(24, active), 소스(26,source), 드레인(28, drain) 및 게이트 절연층(25, gate insulator)으로 구성된다.

드라이빙 TFT(20)를 덮도록 글래스 기판(10)의 전면에 보호층(40, PAS)이 형성되어 있고, 보호층(40) 상에는 오버코트층(60)이 형성되어 있다.

오버코트층(60) 상부에는 광 보상층(70, OCL: optical compensation layer)이 형성되어 있다. 광 보상층(70)의 상부 중에서, TFT 영역(B)에는 화상이 표시되는 발광 영역(A) 즉, 개구부를 정의하는 뱅크(80)가 형성되어 있다.

광 영역(A)의 광 보상층(70) 상부 및 TFT 영역(B)의 뱅크(80) 상부에는 OLED(90)가 형성되어 있다. 여기서, OLED(90)는 애노드(anode) 전극(92), 인가된 전류에 의해 발광하는 유기 발광층(94) 및 상기 유기 발광층(94) 상에 형성된 캐소드(cathode) 전극(96)을 포함한다.

보호층(40), 오버코트층(60) 및 광 보상층(70)의 일부 영역이 식각되어 드라이빙 TFT(20)의 드레인(28)을 노출시키는 컨택홀이 형성되고, 상기 컨택홀 내에 전도성 메탈 물질로 컨택(CNT)이 형성되어 있다. OLED(90)의 상부에는 봉지 글라스(미도시)가 형성되어 OLED(90)를 습기와 같은 외부 요인으로부터 봉지하게 된다.

풀 컬러 영상을 표시하기 위해서, 여기서, OLED(90)는 레드(red), 그린(green) 또는 블루(blue)의 색광을 발광하거나, 백색광을 발광할 수 있다. OLED(90)가 백색광을 발광하는 경우, 광이 출사되는 방향에 레드(red), 그린(green) 또는 블루(blue)의 컬러필터를 배치하여 풀 컬러 영상을 표시할 수 있다.

상기 차광 부재(200)는 상기 표시 패널(100)의 하부에 배치될 수 있다. 상기 차광 부재(200)는 상기 표시 패널(100)의 하부에 배치되어 상기 투명 디스플레이 장치의 후면에서 입사되는 광을 차단할 수 있다. 또한, 상기 차광 부재(200)는 상기 표시 패널(100)의 하부에 배치되어 상기 투명 디스플레이 장치의 전면 및 후면에서 입사되는 광을 투과할 수 있다.

상기 차광 부재(200)는 전압의 인가에 따라 차광 모드 및 투과 모드로 가변화될 수 있다. 즉, 상기 차광 부재(200)는 전압의 인가에 따라 동작이 변화되는 스위쳐블 차광 부재일 수 있다.

도 5를 참조하면, 상기 차광 부재(200)는 제 1 기판(211), 제 2 기판(212), 제 1 전극(221), 제 2 전극(222) 및 광 변환부(230)를 포함할 수 있다.

상기 제 1 기판(211)은 상기 제 1 전극(221)을 지지할 수 있다. 상기 제 1 기판(211)은 리지드(rigid)하거나 또는 플렉서블(flexible)할 수 있다.

또한, 상기 제 1 기판(211)은 투명할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 기판(211)은 광을 투과할 수 있는 투명 기판을 포함할 수 있다.

상기 제 1 기판(211)은 유리, 플라스틱 또는 연성의 고분자 필름을 포함할 수 있다. 예를 들어, 연성의 고분자 필름은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate, PET), 폴리카보네이트(Polycabonate, PC), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지(acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer, ABS), 폴리메틸메타아크릴레이트(Polymethyl Methacrylate, PMMA), 폴리에틸렌나프탈레이트(Polyethylene Naphthalate, PEN), 폴리에테르술폰(Polyether Sulfone, PES), 고리형 올레핀 고분자(Cyclic Olefin Copolymer, COC), TAC(Triacetylcellulose) 필름, 폴리비닐알코올(Polyvinyl alcohol, PVA) 필름, 폴리이미드(Polyimide, PI) 필름, 폴리스틸렌(Polystyrene, PS) 중 어느 하나로 이루어질 수 있으며, 이는 하나의 예시일 뿐 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 상기 제 1 기판(211)은 유연한 특성을 가지는 플렉서블(flexible) 기판일 수 있다.

또한, 상기 제 1 기판(211)은 커브드(curved) 또는 벤디드(bended) 기판일 수 있다. 즉, 상기 제 1 기판(211)을 포함하는 광 경로 제어 부재도 플렉서블, 커브드 또는 벤디드 특성을 가지도록 형성될 수 있다. 이로 인해, 실시예에 따른 광경로 제어 부재는 다양한 디자인으로 변경이 가능할 수 있다.

상기 제 1 기판(211)은 약 1㎜ 이하의 두께를 가질 수 있다.

상기 제 1 전극(221)은 상기 제 1 기판(211)의 일면 상에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 전극(221)은 상기 제 1 기판(211)의 상면 상에 배치될 수 있다. 즉, 상기 제 1 전극(221)은 상기 제 1 기판(211)과 상기 제 2 기판(212) 사이에 배치될 수 있다.

상기 제 1 전극(221)은 투명한 전도성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 전극(221)은 인듐 주석 산화물(indium tin oxide), 인듐 아연 산화물(indium zinc oxide), 구리 산화물(copper oxide), 주석 산화물(tin oxide), 아연 산화물(zinc oxide), 티타늄 산화물(titanium oxide) 등의 금속 산화물을 포함할 수 있다.

상기 제 1 전극(221)은 필름 형상으로 상기 제 1 기판(211) 상에 배치될 수 있다. 또한, 상기 제 1 전극(221)의 광 투과율은 약 80% 이상일 수 있다

상기 제 1 전극(221)은 약 10㎚ 내지 약 50㎚의 두께를 가질 수 있다.

또는, 상기 제 1 전극(221)은 저저항을 구현하기 위해 다양한 금속을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 전극(221)은 크롬(Cr), 니켈(Ni), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 몰리브덴(Mo). 금(Au), 티타튬(Ti) 및 이들의 합금 중 적어도 하나의 금속을 포함할 수 있다.

상기 제 1 전극(221)은 상기 제 1 기판(211)의 일면 상에서 일정한 패턴을 가지는 복수의 패턴 전극으로 형성될 수도 있다. 자세하게, 상기 제 1 전극(221)은 복수의 단위 패턴 전극을 포함하고, 상기 복수의 단위 패턴 전극들은 서로 이격하여 배치될 수 있다.

예를 들어, 상기 제 1 전극은 바(bar) 형상의 단위 패턴 전극들의 집합체로 정의될 수 있다.

상기 제 2 기판(212)은 상기 제 1 기판(211) 상에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제 2 기판(212)은 상기 제 1 기판(211) 상의 제 1 전극(221) 상에 배치될 수 있다.

상기 제 2 기판(212)은 광을 투과할 수 있는 물질을 포함할 수 있다. 상기 제 2 기판(212)은 투명한 물질을 포함할 수 있다. 상기 제 2 기판(212)은 앞서 설명한 상기 제 1 기판(211)과 동일 또는 유사한 물질을 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 제 2 기판(212)은 유리, 플라스틱 또는 연성의 고분자 필름을 포함할 수 있다. 예를 들어, 연성의 고분자 필름은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate, PET), 폴리카보네이트(Polycabonate, PC), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지(acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer, ABS), 폴리메틸메타아크릴레이트(Polymethyl Methacrylate, PMMA), 폴리에틸렌나프탈레이트(Polyethylene Naphthalate, PEN), 폴리에테르술폰(Polyether Sulfone, PES), 고리형 올레핀 고분자(Cyclic Olefin Copolymer, COC), TAC(Triacetylcellulose) 필름, 폴리비닐알코올(Polyvinyl alcohol, PVA) 필름, 폴리이미드(Polyimide, PI) 필름, 폴리스틸렌(Polystyrene, PS) 중 어느 하나로 이루어질 수 있으며, 이는 하나의 예시일 뿐 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 상기 제 2 기판(212)은 유연한 특성을 가지는 플렉서블(flexible) 기판일 수 있다.

또한, 상기 제 2 기판(212)은 커브드(curved) 또는 벤디드(bended) 기판일 수 있다. 즉, 상기 제 2 기판(212)을 포함하는 광 경로 제어 부재도 플렉서블, 커브드 또는 벤디드 특성을 가지도록 형성될 수 있다. 이로 인해, 실시예에 따른 광경로 제어 부재는 다양한 디자인으로 변경이 가능할 수 있다.

상기 제 2 기판(212)은 약 1㎜ 이하의 두께를 가질 수 있다.

상기 제 2 전극(222)은 상기 제 2 기판(212)의 일면 상에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제 2 전극(222)은 상기 제 2 기판(212)의 하부면 상에 배치될 수 있다. 즉, 상기 제 2 전극(222)은 상기 제 2 기판(212)이 상기 제 1 기판(211)과 마주보는 면 상에 배치될 수 있다. 즉, 상기 제 2 전극(222)은 상기 제 1 기판(211) 상의 상기 제 1 전극(221)과 마주보며 배치될 수 있다. 즉, 상기 제 2 전극(222)은 상기 제 1 전극(221)과 상기 제 2 기판(212) 사이에 배치될 수 있다.

상기 제 2 전극(222)은 투명한 전도성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 전극(222)은 인듐 주석 산화물(indium tin oxide), 인듐 아연 산화물(indium zinc oxide), 구리 산화물(copper oxide), 주석 산화물(tin oxide), 아연 산화물(zinc oxide), 티타늄 산화물(titanium oxide) 등의 금속 산화물을 포함할 수 있다.

상기 제 2 전극(222)은 필름 형상으로 상기 제 2 기판(212) 상에 배치될 수 있다. 또한, 상기 제 2 전극(222)의 광 투과율은 약 80% 이상일 수 있다

상기 제 2 전극(222)은 약 10㎚ 내지 약 50㎚의 두께를 가질 수 있다.

또는, 상기 제 2 전극(222)은 저저항을 구현하기 위해 다양한 금속을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 전극(222)은 크롬(Cr), 니켈(Ni), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 몰리브덴(Mo). 금(Au), 티타튬(Ti) 및 이들의 합금 중 적어도 하나의 금속을 포함할 수 있다.

상기 제 2 전극(222)은 상기 제 2 기판(212)의 일면의 전면 상에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제 2 전극(222)은 상기 제 2 기판(212)의 일면 상에 면전극으로 배치될 수 있다. 그러나, 실시예는 이에 제한되지 않고, 상기 제 2 전극(222)은 일정한 패턴을 가지는 복수의 패턴 전극으로 형성될 수도 있다.

예를 들어, 상기 제 2 전극(222)은 복수 개의 전도성 패턴을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 제 2 전극(222)은 서로 교차하는 복수 개의 메쉬선들 및 상기 메쉬선들에 의해 형성되는 복수 개의 메쉬 개구부들을 포함할 수 있다.

이에 따라, 상기 제 2 전극(222)이 금속을 포함하여도, 외부에서 상기 제 2 전극이 시인되지 않아 시인성이 향상될 수 있다. 또한, 상기 개구부들에 의해 광 투과율이 증가되어, 실시예에 따른 광 경로 제어 부재의 휘도가 향상될 수 있다.

상기 광 변환부(230)는 상기 제 1 기판(211)과 상기 제 2 기판(212) 사이에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 광 변환부(230)는 상기 제 1 전극(221)과 상기 제 2 전극(222) 사이에 배치될 수 있다.

상기 광 변환부(230)와 상기 제 1 기판(211) 사이 또는 상기 광 변환부(230)와 상기 제 2 기판(212) 사이 중 적어도 하나의 사이에는 접착층이 배치될 수 있고, 상기 접착층에 의해 상기 제 1 기판(211), 상기 제 2 기판(212) 및 상기 광 변환부(230)가 접착될 수 있다.

예를 들어, 상기 광 변환부를 형성하는 수지 물질인 상기 제 1 기판(211) 상에 도포되고, 상기 광 변환부(230)와 상기 제 2 기판(212)을 접착층을 통해 접착하여, 상기 제 1 기판(211), 상기 제 2 기판(212) 및 상기 광 변환부(230)를 합착할 수 있다.

도 5를 참조하면, 상기 광 변환부(230)는 수용부(235)를 포함할 수 있다.

상기 수용부(235)는 전압의 인가에 따라 광 차단부 및 광 투과부로 가변되는 영역으로 정의될 수 있다.

상기 광 변환부(230)는 투명한 물질을 포함할 수 있다. 상기 광 변환부(230)는 광을 투과할 수 있는 물질을 포함할 수 있다.

상기 광 변환부(230)는 수지 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 광 변환부(230)는 광 경화성 수지 물질을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 광 변환부(230)는 UV 수지 또는 투명한 포토레지스트 수지를 포함할 수 있다. 또는 상기 광 변환부(230)는 우레탄 수지 또는 아크릴 수지 등을 포함할 수 있다.

상기 수용부(235)는 분산액(231) 및 광 변환 입자(232)를 포함할 수 있다, 자세하게, 상기 수용부(235)에는 상기 분산액(231)이 주입되어 충진되고, 상기 분산액(231) 내에는 복수의 광 변환 입자(232)들이 분산될 수 있다.

상기 분산액(231)은 상기 광 변환 입자(232)를 분산시키는 물질일 수 있다. 상기 분산액(231)은 투명한 물질을 포함할 수 있다. 상기 분산액(231)은 비극성 용매를 포함할 수 있다. 또한, 상기 분산액(231)은 광을 투과할 수 있는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 분산액(231)은 할로카본(Halocarbon)계 오일, 파라핀계 오일 및 이소프로필 알콜 중 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.

상기 광 변환 입자(232)는 상기 분산액(231) 내에 분산되어 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 복수의 광 변환 입자(232)들은 상기 분산액(231) 내에서 서로 이격하며 배치될 수 있다.

상기 광 변환 입자(232)는 색을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 광 변환 입자(232)는 검정 계열의 색을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 광 변환 입자(232)는 카본 블랙 입자를 포함할 수 있다.

상기 수용부(235)는 상기 광 변환 입자(232)에 의해 광 투과율이 변화될 수 있다. 자세하게, 상기 수용부(235)는 상기 광 변환 입자(232)에 의해 광 투과율이 변화되어 광 차단부 및 광 투과부로 변화될 수 있다. 즉, 상기 수용부(235)는 상기 분산액(231)에 내부에 배치되는 상기 광 변환 입자(232)의 분산 및 응집에 의해 상기 수용부(235)를 통과하는 광 투과율을 변화시킬 수 있다.

예를 들어, 상기 광 변환부(230)는 상기 제 1 전극(221) 및 상기 제 2 전극(222)에 인가되는 전압에 의해 제 1 모드에서 제 2 모드 또는 제 2 모드에서 제 1 모드로 변화될 수 있다.

자세하게, 상기 광 변환부(230)는 전압이 인가되지 않는 제 1 모드에서는 상기 수용부(235)가 광 차단부가 될 수 있다.

또한, 상기 광 변환부(230)는 전압이 인가되는 제 2 모드에서는 상기 수용부(235)가 광 투과부가 될 수 있다.

상기 제 1 모드에서 제 2 모드로의 전환 즉, 상기 수용부(235)가 광 차단부에서 광 투과부로의 변환되는 것은 상기 수용부(235)의 광 변환 입자(232)의 이동에 의해 구현될 수 있다.

즉, 광 변환 입자(232)는 표면에 전하를 가지고 있고, 전하의 특성에 따라 전압의 인가에 따라 제 1 전극 또는 제 2 전극 방향으로 이동될 수 있다. 즉, 상기 광 변환 입자(232)는 전기영동 입자일 수 있다.

자세하게, 상기 수용부(235)는 상기 제 1 전극(221) 및 상기 제 2 전극(222)과 전기적으로 연결될 수 있다.

이때, 외부에서 광 변환부(230)에 전압이 인가되지 않는 경우, 상기 수용부(235)의 상기 광 변환 입자(232)는 상기 분산액(231) 내에 균일하게 분산되고 이에 따라, 상기 수용부(235)는 상기 광 변환 입자(232)에 의해 광이 차단될 수 있다. 이에 따라, 상기 제 1 모드에서는 상기 수용부(235)는 광 차단부로 구동될 수 있다.

또는, 외부에서 광 경로 제어 부재에 전압이 인가되는 경우, 상기 광 변환 입자(232)가 이동될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 전극(221) 및 상기 제 2 전극(222)을 통해 전달되는 전압에 의해 상기 광 변환 입자(232)가 상기 수용부(235)의 일 끝단 또는 타 끝단 방향으로 이동될 수 있다. 즉, 상기 광 변환 입자(232)는 상기 제 1 전극 또는 상기 제 2 전극 방향으로 이동될 수 있다.

자세하게, 제 1 전극(221) 및/또는 제 2 전극(222)에 전압을 인가하는 경우, 상기 제 1 전극(221) 및 상기 제 2 전극(222) 사이에서 전계(Eletric Field)가 형성되고, 대전된 상태인 광 변환 입자(232)는 분산액(231)을 매질로 하여 제 1 전극(221) 및 상기 제 2 전극(222) 중 (+)극의 전극 방향으로 이동될 수 있다.

예를 들어, 상기 제 1 전극(221) 및/또는 제 2 전극(222)에 전압이 인가되는 경우, 상기 광 변환 입자(232)는 상기 분산액(231) 내에서 제 1 전극(221) 방향으로 이동될 수 있다, 즉, 상기 광 변환 입자(232)가 한쪽 방향으로 이동되고, 상기 수용부(235)는 광 투과부로 구동될 수 있다.

또는, 상기 제 1 전극(221) 및/또는 제 2 전극(222)에 전압이 인가되지 않는 경우, 상기 광 변환 입자(232)는 상기 분산액(231) 내에 균일하게 분산되어 상기 수용부(235)는 광 차단부로 구동될 수 있다.

앞서 설명한 차광 부재(200)는 상기 표시 패널(100)과 결합되어, 투명 디스플레이 장치의 투과 모드 및 디스플레이 모드를 구동할 수 있다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 차광 부재(200)는 상기 표시 패널(100)의 하부에 배치되어, 상기 표시 패널의 후면에서 전면으로 이동하는 광의 흐름을 제어할 수 있다.

도 6은 디스플레이 모드에서의 투명 디스플레이 장치의 단면도를 도시한 도면이고, 도 7은 투과 모드에서의 투명 디스플레이 장치의 단면도를 도시한 도면이다.

도 6을 참조하면, 디스플레이 모드에서는 상기 차광 부재(200)가 광 차단부로 구동될 수 있다.

자세하게, 상기 차광 부재(200)는 상기 광 변환부(230)의 광 변환 입자(232)가 상기 분산액(231) 내부에 분산되어 배치되고, 이에 따라, 상기 광 변환부(230)는 광 차단부로 구동될 수 있다.

이에 따라, 상기 투명 디스플레이 장치가 표시 패널의 화소 패턴을 통해 디스플레이를 구현할 때, 상기 투명 디스플레이 장치의 후면에서 전면 방향으로 입사되는 외부광을 상기 차광 부재에 의해 차단할 수 있다.

이에 따라, 투명 디스플레이 장치에서 구현되는 디스플레이의 휘도 및 콘트라스트를 향상시킬 수 있다.

또한, 도 7을 참조하면, 투과 모드에서는 상기 차광 부재(200)가 광 투과부로 구동될 수 있다.

자세하게, 상기 차광 부재(200)는 상기 광 변환부(230)의 광 변환 입자(232)가 상기 분산액(231) 내부에서 일 방향으로 이동하여 배치될 수 있다. 즉, 상기 광 변환 입자(232)는 상기 제 1 전극(221) 방향으로 이동되어 응집될 수 있다. 이에 따라, 상기 광 변환부(230)는 광 투과부로 구동될 수 있다.

이에 따라, 상기 투명 디스플레이 장치가 투과 모드롤 동작할 때, 상기 투명 디스플레이 장치의 후면에서 전면 방향 및 전면에서 후면 방향으로 입사되는 외부광을 투과할 수 있다.

이에 따라, 투명 디스플레이 장치의 투명 모드를 동작할 수 있다.

한편, 상기 광 변환 입자(232)가 이동되는 상기 제 1 전극(221)은 상기 제 1 기판(211) 상에서 일정한 면적으로 배치될 수 있다.

자세하게, 상기 제 1 전극(221)은 상기 제 1 기판(221) 상에 배치되는 상기 수용부(235)의 전체 면적에 대해 5% 내지 50%의 면적으로 형성될 수 있다.

상기 제 1 전극(221)의 면적이 상기 수용부(235)의 전체 면적에 대해 5% 미만인 경우, 상기 수용부(235) 내부에서 상기 광 변환 입자(232)들 간의 저항으로 인해 상기 광 변환 입자(232)의 이동속도 저하로 투명 디스플레이 장치의 구동특성이 저하될 수 있다.

또한, 상기 제 1 전극(221)의 면적이 상기 수용부(235)의 전체 면적에 대해 50% 초과하는 경우, 상기 제 1 전극(221) 방향으로 이동되는 광 변환 입자(232)들의 배치면적도 함께 증가되어 투과 모드에서 광 변환부의 투과도가 저하될 수 있다.

한편, 상기 제 1 전극(221)은 상기 표시 패널의 투과 영역 및 비투과 영역 중 특정 영역과 대응되는 위치에 배치될 수 있다.

자세하게, 도 8 및 도 9를 참조하면, 상기 제 1 전극(221)은 상기 표시 패널(100)의 비투과 영역(NTA)과 대응되는 영역 상에 배치될 수 있다. 즉, 상기 제 1 전극(221)은 상기 표시 패널의 비투과 영역(NTA)과 상기 투명 디스플레이 장치의 두께 방향으로 중첩되는 영역 상에 배치될 수 있다.

도 8은 디스플레이 모드에서의 투명 디스플레이 장치의 단면도를 도시한 도면이고, 도 9는 투과 모드에서의 투명 디스플레이 장치의 단면도를 도시한 도면이다.

도 8을 참조하면, 디스플레이 모드에서는 상기 차광 부재(200)가 광 차단부로 구동될 수 있다.

자세하게, 상기 차광 부재(200)는 상기 광 변환부(230)의 광 변환 입자(232)가 상기 분산액(231) 내부에 분산되어 배치되고, 이에 따라, 상기 광 변환부(230)는 광 차단부로 구동될 수 있다.

이에 따라, 상기 투명 디스플레이 장치가 표시 패널의 화소 패턴을 통해 디스플레이를 구현할 때, 상기 투명 디스플레이 장치의 후면에서 전면 방향으로 입사되는 외부광을 상기 차광 부재에 의해 차단할 수 있다.

이에 따라, 투명 디스플레이 장치에서 구현되는 디스플레이의 휘도 및 콘트라스트를 향상시킬 수 있다.

또한, 도 9를 참조하면, 투과 모드에서는 상기 차광 부재(200)가 광 투과부로 구동될 수 있다.

자세하게, 상기 차광 부재(200)는 상기 광 변환부(230)의 광 변환 입자(232)가 상기 분산액(231) 내부에서 일 방향으로 이동하여 배치될 수 있다. 즉, 상기 광 변환 입자(232)는 상기 제 1 전극(221) 방향으로 이동되어 응집될 수 있다. 이에 따라, 상기 광 변환부(230)는 광 투과부로 구동될 수 있다.

이에 따라, 상기 투명 디스플레이 장치가 투과 모드롤 동작할 때, 상기 투명 디스플레이 장치의 후면에서 전면 방향 및 전면에서 후면 방향으로 입사되는 외부광을 투과할 수 있다.

이에 따라, 투명 디스플레이 장치의 투명 모드를 동작할 수 있다.

이때, 상기 제 1 전극(221)은 상기 표시 패널의 비투과 영역(NTA)와 중첩되는 영역 상에 배치될 수 있다. 즉, 상기 제 1 전극(221)은 상기 표시 패널의 화소패턴과 대응되는 영역 상에 배치될 수 있다.

또한, 상기 제 1 전극(221)의 폭(W1)은 상기 표시 패널의 비투과 영역(NTA)의 폭(W2)의 크기 이하일 수 있다. 즉, 상기 제 1 전극(221)의 폭(W1)은 상기 표시 패널의 비투과 영역(NTA)의 폭(W2)과 동일하거나 작을 수 있다.

자세하게, 상기 제 1 전극(221)의 폭(W1)은 상기 표시 패널의 비투과 영역(NTA)의 폭(W2)보다 작고, 상기 표시 패널의 비투과 영역(NTA)의 폭(W2)의 30% 이상의 크기로 형성될 수 있다.

상기 제 1 전극(221)의 폭(W1)이 상기 표시 패널의 비투과 영역(NTA)의 폭(W2)의 30% 미만의 크기인 경우, 상기 수용부(235) 내부에서 상기 광 변환 입자(232)들 간의 저항으로 인해 상기 광 변환 입자(232)의 이동속도 저하로 투명 디스플레이 장치의 구동특성이 저하될 수 있다.

상기 제 1 전극(221)이 상기 비투과 영역과 대응되는 위치에 배치됨에 따라, 투명 디스플레이 장치의 투과 모드에서 상기 표시 패널의 투과 영역(TA)과 대응되는 영역에 광 변환 입자가 응집되는 것을 방지할 수 있으므로, 상기 투과 영역(TA)을 통해 통과하는 광 투과율을 증가시킬 수 있다.

도 10 및 도 11을 참조하면, 실시예에 따른 투명 디스플레이 장치는 이동식 단말기에 적용될 수 있다.

상기 이동식 단말기는 유효 영역 및 비유효 영역을 포함할 수 있다. 상기 유효 영역은 손가락 등의 터치에 의해 터치 신호를 감지하고, 상기 비유효 영역에는 명령 아이콘 패턴부 및 로고 등이 형성될 수 있다.

또한, 실시예에 따른 투명 디스플레이 장치는 휘어지거나 접혀지거나 연신되는 플렉서블(flexible) 및 스트레쳐블(stretchable) 디바이스를 포함할 수 있다. 따라서, 이를 포함하는 투명 디스플레이 장치는 플렉서블 디바이스 장치일 수 있다. 따라서, 사용자가 손으로 휘거나 구부릴 수 있다. 이러한 플렉서블 및 스트레쳐블 디바이스 장치는 스마트 와치(smart watch) 등의 웨어러블 터치 등에 적용될 수 있다.

또한, 실시예에 따른 투명 디스플레이 장치는 차량에 적용될 수 있다.

예를 들어, 실시예에 따른 투명 디스플레이 장치는 차량의 내부에도 적용될 수 있다. 일례로, 실시예에 따른 광 경로 제어 부재는 차량의 전면 유리(FG) 또는 좌우 창문 유리, 디스플레이 화면(3000)에 적용될 수 있다.

실시예에 따른 투명 디스플레이 장치는는 차량의 정보, 차량의 이동 경로를 확인하는 영상을 표현할 수 있다. 상기 디스플레이 장치는 차량의 운전석 및 조수석 사이에 배치될 수 있다.

또한, 실시예에 따른 투명 디스플레이 장치는 차량의 속도, 엔진 및 경고 신호 등을 표시하는 계기판에 적용될 수 있다.

상술한 실시예에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

또한, 이상에서 실시예들을 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예들에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부한 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (10)

1. 차광 부재; 및
   상기 차광 부재 상에 배치되고, 투과 영역 및 비투과 영역을 포함하는 표시 패널을 포함하고,
   상기 차광 부재는
   제 1 기판;
   상기 제 1 기판 상의 제 2 기판;
   상기 제 1 기판의 일면 상에 배치되는 제 1 전극;
   상기 제 2 기판의 하부에 배치되는 제 2 전극; 및
   상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극 사이의 광 변환부를 포함하고,
   상기 광 변환부는 전압의 인가에 따라 광 투과율이 변화되고,
   상기 광 변환부는 수용부 내부의 분산액; 및 상기 분산액 내에 배치되는 광 변환 입자를 포함하고,
   상기 제 1 전극은 상기 수용부 일면의 전체 면적에 대해 5% 내지 50%의 면적으로 배치되는 투명 디스플레이 장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 제 1 전극은, 상기 제 1 기판의 일면 상에서 상기 비투과 영역과 중첩되는 영역에 배치되는 투명 디스플레이 장치.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 제 1 전극은 상기 비투과 영역의 폭보다 작은 폭으로 배치되는 투명 디스플레이 장치.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 제 1 전극의 폭은 상기 비투과 영역의 폭의 30% 이상인 투명 디스플레이 장치.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 표시 패널은 OLED 패널을 포함하는 투명 디스플레이 장치.
6. 제 1항에 있어서,
   상기 차광 부재는
   상기 전압이 인가되는 경우 광 차단부로 구동하고,
   상기 전압이 인가되지 않는 경우 광 투과부로 구동하는 투명 디스플레이 장치.
7. 제 6항에 있어서,
   상기 전압이 인가되는 경우 상기 광 변환 입자는 상기 제 1 전극 방향으로 이동하는 투명 디스플레이 장치.
8. 제 6항에 있어서,
   상기 투명 디스플레이 장치는,
   상기 전압이 인가되는 경우 투과 모드로 구동하고,
   상기 전압이 인가되지 않는 경우 디스플레이 모드로 구동하는 투명 디스플레이 장치.
9. 제 1항에 있어서,
   상기 투과 영역과 상기 비투과 영역은 교대로 배치되고,
   상기 비투과 영역은 화소 패턴이 배치되는 투명 디스플레이 장치.
10. 제 1항에 있어서,
    상기 광 변환 입자는 표면전하를 가지는 카본 블랙을 포함하는 투명 디스플레이 장치.

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