KR20220100752A - 표시 장치 - Google Patents

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KR20220100752A
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김영찬
유재호
박정우
조현진
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

표시 장치는 발광 영역 및 차광 영역을 포함하는 표시 영역 및 표시 영역의 외측에 위치하는 주변 영역을 갖는 기판, 기판 상의 발광 영역에 배치되고, 제1 파장 범위를 갖는 제1 광을 방출하는 제1 발광 소자 및 제1 발광 소자 상에 배치되고, 발광 영역의 일부를 노출시키는 개구부를 갖는 광 제어층을 포함한다. 광 제어층은 제1 파장 범위와 다른 제2 파장 범위를 갖는 제2 광에 의해 변색되는 광변색 물질을 포함한다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 시야각이 조절될 수 있는 표시 장치에 관한 것이다.
평판 표시 장치는 경량 및 박형 등의 특성으로 인하여, 음극선관 표시 장치를 대체하는 표시 장치로서 사용되고 있다. 이러한 평판 표시 장치의 대표적인 예로서 액정 표시 장치와 유기 발광 표시 장치가 있다.
일반적으로 표시 장치는 광시야각이 구현되도록 제조되나, 공공의 장소에서 사용자 외 다른 사람이 화면을 볼 수 없도록 일시적으로 표시 장치가 협시야각으로 구현되는 것이 필요할 수 있다.
본 발명의 목적은 시야각이 조절될 수 있는 표시 장치를 제공하는 것이다.
그러나, 본 발명이 상술한 목적에 의해 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 표시 장치는 발광 영역 및 차광 영역을 포함하는 표시 영역 및 상기 표시 영역의 외측에 위치하는 주변 영역을 갖는 기판, 상기 기판 상의 상기 발광 영역에 배치되고, 제1 파장 범위를 갖는 제1 광을 방출하는 제1 발광 소자 및 상기 제1 발광 소자 상에 배치되고, 상기 발광 영역의 일부를 노출시키는 개구부를 갖는 광 제어층을 포함할 수 있다. 상기 광 제어층은 상기 제1 파장 범위와 다른 제2 파장 범위를 갖는 제2 광에 의해 변색되는 광변색 물질을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 표시 장치는 상기 제1 발광 소자 상의 상기 표시 영역 및 상기 주변 영역에 배치되고, 상기 주변 영역에서 입사되는 상기 제2 광을 상기 표시 영역으로 전달하는 광 가이드층을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 광 가이드층은 상기 광 제어층에 접촉할 수 있다. 상기 광 가이드층의 굴절률은 상기 광 제어층의 굴절률보다 클 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 광 가이드층에는 상기 표시 영역과 중첩하고, 상기 제2 광을 상기 광 제어층으로 방출시키는 제1 광학 패턴이 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 광학 패턴은 상기 제2 파장 범위를 갖는 광을 선택적으로 회절시키는 회절 격자를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 광학 패턴은 복수의 산란 패턴들을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 광 제어층은 상기 광 가이드층의 하부에 배치되는 제1 광 제어층 및 상기 광 가이드층의 상부에 배치되는 제2 광 제어층을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 표시 장치는 상기 기판 상의 상기 주변 영역에 배치되고, 상기 제2 광을 방출하는 제2 발광 소자를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 발광 소자는 제1 트랜지스터에 의해 구동될 수 있다. 상기 제2 발광 소자는 상기 제1 트랜지스터와 다른 제2 트랜지스터에 의해 구동될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 광 가이드층에는 상기 주변 영역과 중첩하고, 상기 제2 발광 소자에서 방출된 상기 제2 광을 상기 표시 영역을 향하도록 굴절시키는 제2 광학 패턴이 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 표시 장치는 상기 광 가이드층의 측부에 배치되고, 상기 제2 광을 방출하는 제2 발광 소자를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 표시 장치는 상기 기판 상의 상기 표시 영역에 배치되고, 상기 제2 광을 방출하는 제2 발광 소자를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 차광 영역은 평면도 상에서 상기 발광 영역을 둘러쌀 수 있다. 상기 제2 발광 소자는 상기 기판 상의 상기 차광 영역에 배치될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 발광 소자는 제1 트랜지스터에 의해 구동될 수 있다. 상기 제2 발광 소자는 상기 제1 트랜지스터와 다른 제2 트랜지스터에 의해 구동될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 광 제어층은 제1 광 제어층 및 상기 제1 광 제어층의 상부에 배치되고, 상기 제1 광 제어층과 이격되는 제2 광 제어층을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 표시 장치는 상기 광 제어층 상에 배치되고, 상기 제2 파장 범위를 갖는 광을 선택적으로 흡수하는 광 흡수층을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 광 제어층은 평면도 상에서 슬릿 형상을 가질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 광 제어층은 평면도 상에서 격자 형상을 가질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 광 제어층은 상기 발광 영역과 중첩하는 복수의 개구부들을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 광은 가시광선일 수 있다. 상기 제2 광은 자외선 또는 적외선일 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치는 제1 발광 소자 및 제2 발광 소자를 포함할 수 있다. 상기 제1 발광 소자는 영상을 표시하기 위한 제1 광을 방출할 수 있다. 상기 제2 발광 소자는 광시야각 모드와 협시야각 모드의 전환을 위한 제2 광을 방출할 수 있다. 따라서, 별도의 광학 필름을 부착하지 않아도 상기 표시 장치의 시야각이 조절될 수 있다. 또한, 상기 표시 장치가 상기 협시야각 모드 상태인 경우, 화소들 각각에서 방출되는 상기 제1 광 중 일정 각도 이상의 시야각을 갖는 일부만 차단되고, 일정 각도 미만의 시야각을 갖는 다른 일부는 상기 표시 장치의 외부로 방출될 수 있다. 따라서, 상기 협시야각 모드 상태에서도 상기 표시 장치의 해상도가 저하되지 않을 수 있다.
다만, 본 발명의 효과가 상술한 효과에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 평면도이다.
도 2a 및 도 2b는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ' 라인을 따라 자른 일 예를 나타내는 단면도들이다.
도 3a는 도 2b의 'A' 영역의 일 예를 확대 도시한 단면도이다.
도 3b는 도 2b의 'A' 영역의 다른 예를 확대 도시한 단면도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 제어층을 나타내는 평면도들이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 제어층을 나타내는 평면도들이다.
도 6은 도 1의 Ⅰ-Ⅰ' 라인을 따라 자른 다른 예를 나타내는 단면도이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 단면도들이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 단면도들이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 첨부된 도면들 상의 동일한 구성 요소들에 대해서는 동일하거나 유사한 참조 부호들을 사용한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 평면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(10)는 표시 영역(DA) 및 주변 영역(PA)을 가질 수 있다. 표시 영역(DA)에는 복수의 화소들이 배치될 수 있다. 표시 영역(DA)에는 영상이 표시될 수 있다. 주변 영역(PA)은 표시 영역(DA)의 외측에 위치할 수 있다. 예를 들면, 주변 영역(PA)은 평면도 상에서 표시 영역(DA)을 둘러쌀 수 있다.
표시 영역(DA)은 복수의 발광 영역들(LA) 및 차광 영역(BA)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 발광 영역들(LA) 각각은 상기 화소들 각각에 대응될 수 있다. 예를 들면, 발광 영역들(LA)은 제1 방향(DR1) 및 제1 방향(DR1)에 교차하는 제2 방향(DR2)을 따라 매트릭스 형태로 배치될 수 있다. 예를 들면, 제2 방향(DR2)은 제1 방향(DR1)에 수직할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 차광 영역(BA)은 평면도 상에서 발광 영역들(LA)을 둘러쌀 수 있다.
발광 영역들(LA) 각각에는 제1 발광 소자(예컨대, 도 2a의 제1 발광 소자(310))가 배치될 수 있다. 상기 제1 발광 소자는 제1 파장 범위를 갖는 제1 광을 방출할 수 있다. 상기 제1 광은 가시광선일 수 있다. 예를 들면, 발광 영역들(LA) 각각에서는 적색 광, 녹색 광 및 청색 광 중 어느 하나가 방출될 수 있다. 구체적인 예로, 표시 영역(DA)에는 적색 광이 방출되는 제1 발광 영역, 녹색 광이 방출되는 제2 발광 영역, 청색 광이 방출되는 제3 발광 영역이 반복적으로 배치될 수 있다. 표시 영역(DA)에 배치된 제1 발광 소자들에서 방출되는 상기 제1 광에 의해 상기 영상이 표시될 수 있다.
예를 들면, 차광 영역(BA)에는 블랙 매트릭스가 배치될 수 있다. 상기 블랙 매트릭스는 상기 발광 영역들(LA)에서 방출되는 상기 제1 광들(예컨대, 적색 광, 녹색 광 및 청색 광)이 서로 혼색되는 것을 방지할 수 있다.
주변 영역(PA)에는 제2 발광 소자(예컨대, 도 2a의 제2 발광 소자(320))가 배치될 수 있다. 상기 제2 발광 소자는 상기 제1 파장 범위와 다른 제2 파장 범위를 갖는 제2 광을 방출할 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 광은 자외선 또는 적외선일 수 있다. 상기 제2 광에 의해 표시 장치(10)의 시야각이 조절될 수 있다. 이에 대하여는 상세히 후술한다.
일 실시예에 있어서, 복수의 제2 발광 소자들이 주변 영역(PA)에 배치될 수 있다. 상기 제2 발광 소자들은 표시 영역(DA)의 적어도 일측에 배치될 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ' 라인을 따라 자른 일 예를 나타내는 단면도들이다. 예를 들면, 도 2a는 제1 모드 상태의 표시 장치(10)를 나타내고, 도 2b는 제2 모드 상태의 표시 장치(10)를 나타낼 수 있다. 상기 제1 모드는 광시야각 구현을 위한 모드이고, 상기 제2 모드는 협시야각 구현을 위한 모드를 의미할 수 있다.
도 1, 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(10)는 제1 기판(100), 제1 트랜지스터(210), 제1 발광 소자(310), 제2 트랜지스터(220), 제2 발광 소자(320), 봉지층(ENC), 광 가이드층(500), 광 제어층(600), 광 흡수층(700) 및 제2 기판(800)을 포함할 수 있다.
제1 기판(100)은 투명한 절연성 기판일 수 있다. 예를 들면, 제1 기판(100)은 유리, 석영, 플라스틱 등으로 형성될 수 있다.
제1 기판(100)은 표시 영역(DA) 및 주변 영역(DA)을 가질 수 있다. 주변 영역(PA)은 표시 영역(DA)의 외측에 위치할 수 있다. 예를 들면, 도 2a 및 도 2b에서 주변 영역(PA)은 표시 영역(DA)의 제1 방향(DR1)에 위치할 수 있다. 표시 영역(DA)은 발광 영역들(LA) 및 차광 영역(BA)을 포함할 수 있다. 도 2a 및 도 2b에는 하나의 발광 영역(LA)만 도시되었으나, 복수의 발광 영역들(LA)이 제1 방향(DR1)에 반대되는 제3 방향(DR3)을 따라 배열될 수 있다.
제1 발광 소자(310)는 제1 기판(100) 상의 표시 영역(DA)에 배치될 수 있다. 제1 발광 소자(310)는 발광 영역(LA)에 중첩할 수 있다. 제1 발광 소자(310)는 상기 제1 파장 범위를 갖는 제1 광(L1)을 방출할 수 있다. 제1 광(L1)은 가시광선일 수 있다. 예를 들면, 제1 발광 소자(310)는 적색 광, 녹색 광, 및 청색 광 중 어느 하나를 방출할 수 있다.
제2 발광 소자(320)는 제1 기판(100) 상의 주변 영역(PA)에 배치될 수 있다. 예를 들면, 제2 발광 소자(320)는 표시 장치(10)의 제조 과정에서 주변 영역(PA)에 형성되는 더미 화소들 중 일부를 이용하여 형성될 수 있다. 제2 발광 소자(320)는 상기 제2 파장 범위를 갖는 제2 광(L2)을 방출할 수 있다. 제2 광(L2)은 상기 제1 파장 범위(예컨대, 가시광선 파장 범위)와 다른 파장 범위를 갖는 다양한 유형의 광들을 포함할 수 있다. 이하에서는, 제2 광(L2)이 자외선인 예시를 중심으로 설명한다.
제1 발광 소자(310) 및 제2 발광 소자(320) 각각은 유기 발광 소자(organic light emitting diode), 무기 발광 소자(inorganic light emitting diode), 양자점 발광 소자(quantum dot light emitting diode) 등을 포함할 수 있다. 이하에서는, 제1 발광 소자(310) 및 제2 발광 소자(320) 각각이 유기 발광 소자인 예시를 중심으로 설명한다. 예를 들면, 제1 발광 소자(310)는 제1 화소 전극(311), 제1 발광층(312) 및 제1 공통 전극(313)을 포함할 수 있다. 제2 발광 소자(320)는 제2 화소 전극(321), 제2 발광층(322) 및 제2 공통 전극(323)을 포함할 수 있다.
제1 발광 소자(310)는 제1 트랜지스터(210)에 의해 구동될 수 있다. 예를 들면, 제1 트랜지스터(210)는 기판(100) 상의 표시 영역(DA)에 배치될 수 있다. 예를 들면, 상기 화소들 각각은 제1 트랜지스터(210) 및 제1 발광 소자(310)를 포함할 수 있다.
제2 발광 소자(320)는 제1 트랜지스터(210)와 다른 제2 트랜지스터(220)에 의해 구동될 수 있다. 즉, 제2 광(L2)(예컨대, 자외선)을 방출하는 제2 발광 소자(320)는 제1 광(L1)(예컨대, 가시광선)을 방출하는 제1 발광 소자(310)와 독립적으로 구동될 수 있다. 예를 들면, 제2 트랜지스터(220)는 기판(100) 상의 주변 영역(PA)에 배치될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 제2 발광 소자(320)는 상기 제2 모드 상태에서 선택적으로 제2 광(L2)을 방출할 수 있다. 즉, 제2 트랜지스터(220)는 표시 장치(10)가 상기 제1 모드 상태인 경우 제2 발광 소자(320)를 구동하지 않고, 표시 장치(10)가 상기 제2 모드 상태인 경우 제2 발광 소자(320)를 구동할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제1 트랜지스터(210) 및 제2 트랜지스터(220) 각각의 활성층은 산화물 반도체, 실리콘 반도체 등을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 산화물 반도체는 인듐(In), 갈륨(Ga), 주석(Sn), 지르코늄(Zr), 바나듐(V), 하프늄(Hf), 카드뮴(Cd), 저마늄(Ge), 크로뮴(Cr), 타이타늄(Ti) 및 아연(Zn) 중에서 적어도 하나의 산화물을 포함할 수 있다. 상기 실리콘 반도체는 비정질 실리콘, 다결정 실리콘 등을 포함할 수 있다.
제1 트랜지스터(210) 및 제2 트랜지스터(220)는 절연 구조물(IL)에 의해 커버될 수 있다. 예를 들면, 절연 구조물(IL)은 무기 절연층, 유기 절연층 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
제1 화소 전극(311)은 제1 트랜지스터(210) 상에 배치되고, 제1 트랜지스터(210)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 화소 전극(321)은 제2 트랜지스터(220) 상에 배치되고, 제2 트랜지스터(220)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 화소 전극(311) 및 제2 화소 전극(321) 각각은 금속, 합금, 도전성 금속 산화물, 도전성 금속 질화물, 투명 도전성 물질 등을 포함할 수 있다.
화소 정의막(PDL)은 절연 구조물(IL) 상에 배치될 수 있다. 화소 정의막(PDL)은 절연 구조물(IL) 상에서 제1 화소 전극(311) 및 제2 화소 전극(321) 각각을 부분적으로 커버할 수 있다. 화소 정의막(PDL)은 제1 화소 전극(311) 및 제2 화소 전극(321) 각각의 적어도 일부를 노출시키는 화소 개구들을 가질 수 있다. 예를 들면, 제1 화소 개구는 제1 화소 전극(311)의 중앙부를 노출시키고, 제2 화소 개구는 제2 화소 전극(321)의 중앙부를 노출시킬 수 있다. 화소 정의막(PDL)은 제1 화소 전극(311) 및 제2 화소 전극(321) 각각의 주변부를 커버할 수 있다. 화소 정의막(PDL)은 유기 절연 물질을 포함할 수 있다.
제1 발광층(312)은 상기 제1 화소 개구에 의해 노출되는 제1 화소 전극(311) 상에 배치될 수 있다. 즉, 제1 발광층(312)은 상기 제1 화소 개구 내에 배치될 수 있다. 제1 발광층(312)은 제1 화소 전극(311)과 제1 공통 전극(313) 사이에 배치될 수 있다. 제1 발광층(312)은 상기 제1 파장 범위를 갖는 제1 광(L1)을 방출하는 유기 발광 물질을 포함할 수 있다.
제2 발광층(322)은 상기 제2 화소 개구에 의해 노출되는 제2 화소 전극(321) 상에 배치될 수 있다. 즉, 제2 발광층(322)은 상기 제2 화소 개구 내에 배치될 수 있다. 제2 발광층(322)은 제2 화소 전극(321)과 제2 공통 전극(323) 사이에 배치될 수 있다. 제2 발광층(322)은 상기 제2 파장 범위를 갖는 제2 광(L2)을 방출하는 유기 발광 물질을 포함할 수 있다.
제1 공통 전극(313)은 제1 발광층(312) 상에 배치되며, 제1 화소 전극(311)과 중첩할 수 있다. 제2 공통 전극(323)은 제2 발광층(322) 상에 배치되며, 제2 화소 전극(321)과 중첩할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제1 공통 전극(313)과 제2 공통 전극(323)은 일체로 형성될 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 제1 공통 전극(313)과 제2 공통 전극(323)은 분리될 수도 있다.
봉지층(ENC)은 제1 발광 소자(310) 및 제2 발광 소자(320) 상에 배치될 수 있다. 봉지층(ENC)은 제1 발광 소자(310) 및 제2 발광 소자(320)를 커버하며, 외부의 불순물로부터 제1 발광 소자(310) 및 제2 발광 소자(320)를 보호할 수 있다.
봉지층(ENC)은 적어도 하나의 무기 봉지층 및 적어도 하나의 유기 봉지층을 포함할 수 있다. 예를 들면, 봉지층(ENC)은 제1 무기 봉지층, 상기 제1 무기 봉지층 상에 배치되는 유기 봉지층, 및 상기 유기 봉지층 상에 배치되는 제2 무기 봉지층을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 봉지층(ENC) 상에는 터치 감지층(TC)이 배치될 수 있다. 터치 감지층(TC)은 사용자의 접촉 또는 비접촉 터치를 감지할 수 있다. 예를 들면, 터치 감지층(TC)은 정전 용량 방식으로 사용자의 터치를 감지할 수 있다. 구체적인 예로, 터치 감지층(TC)은 자기 정전 용량(self-capacitance) 방식 또는 상호 정전 용량(mutual capacitance) 방식으로 사용자의 터치를 감지할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 터치 감지층(TC)은 생략될 수도 있다.
일 실시예에 있어서, 터치 감지층(TC) 상에는 집광층(CTL)이 배치될 수 있다. 예를 들면, 집광층(CTL)은 복수의 마이크로 렌즈들을 포함할 수 있다. 이에 따라, 제1 발광 소자(310)에서 방출되는 제1 광(L1)의 광 경로가 제4 방향(DR4)을 향해 집광될 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 집광층(CTL)은 생략될 수도 있다.
광 가이드층(500)은 봉지층(ENC) 상에 배치될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 광 가이드층(500)은 봉지층(ENC) 상의 표시 영역(DA) 및 주변 영역(PA)에 전체적으로 배치될 수 있다. 즉, 광 가이드층(500)은 제1 및 제2 발광 소자들(310, 320)의 상부에 배치되며, 제1 및 제2 발광 소자들(310, 320) 각각과 중첩할 수 있다.
예를 들면, 도 2b에 도시된 바와 같이, 표시 장치(10)가 상기 제2 모드 상태인 경우, 제2 발광 소자(320)에서 방출된 제2 광(L2)이 주변 영역(PA)과 중첩하는 광 가이드층(500)의 일부 영역으로 입사될 수 있다. 광 가이드층(500)은 주변 영역(PA)에서 입사되는 제2 광(L2)을 표시 영역(DA)으로 전달할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 주변 영역(PA)에서 광 가이드층(500)의 내부로 입사된 제2 광(L2)은 전반사에 의해 표시 영역(DA)으로(즉, 제3 방향(DR3)으로) 전달될 수 있다. 예를 들면, 광 가이드층(500)의 굴절률은 상부 및 하부에 접촉하는 층들(예컨대, 광 제어층(600), 평탄화층(400) 등) 각각의 굴절률보다 클 수 있다. 이에 따라, 주변 영역(PA)에서 광 가이드층(500)의 내부로 입사된 제2 광(L2)은 전반사에 의해 표시 영역(DA)으로 전달될 수 있다.
광 가이드층(500)에는 제1 광학 패턴(510) 및 제2 광학 패턴(520)이 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제1 광학 패턴(510)은 표시 영역(DA)과 중첩하는 광 가이드층(500)의 상면 및/또는 하면에 형성될 수 있다. 제1 광학 패턴(510)은 광 가이드층(500)의 내부에서 전달되는 제2 광(L2)의 일부를 광 가이드층(500)의 외부로(예컨대, 광 가이드층(500)의 상부 또는 하부로) 방출시킬 수 있다. 즉, 광 가이드층(500)의 내부에서 전반사에 의해 제3 방향(DR3)으로 진행되는 제2 광(L2)은, 제1 광학 패턴(510)에 의해 일부가 광 가이드층(500)의 외부로 방출될 수 있다. 광 가이드층(500)의 외부로 방출되지 않은 제2 광(L2)의 다른 일부는 전반사에 의해 제3 방향(DR3)으로 전달될 수 있다.
예를 들면, 도면에 도시된 바와 같이, 제1 광학 패턴(510)은 광 제어층(600)과 중첩하도록 제3 방향(DR3)을 따라 소정의 간격으로 이격되어 형성될 수 있다. 다른 예를 들면, 제1 광학 패턴(510)은 표시 영역(DA)에 전체적으로 형성될 수 있다.
제1 광학 패턴(510)은 다양한 방법으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 제1 광학 패턴(510)은 회절 광학 소자(diffraction optical element), 홀로그램 광학 소자(hologram optical element), 마이크로 패턴(micro pattern) 등으로 구현될 수 있다.
도 3a는 도 2b의 'A' 영역의 일 예를 확대 도시한 단면도이고, 도 3b는 도 2b의 'A' 영역의 다른 예를 확대 도시한 단면도이다.
도 2a, 도 2b 및 도 3a를 참조하면, 일 실시예에 있어서, 제1 광학 패턴(510)은 파장 선택성(wavelength selectivity)을 갖는 회절 격자(diffraction grating)를 포함할 수 있다. 상기 회절 격자는 다양한 파장 범위를 갖는 광들(예컨대, 자외선, 가시광선 등) 중 상기 제2 파장 범위를 갖는 광(예컨대, 자외선)을 선택적으로 회절시킬 수 있다. 상기 회절 격자는 상기 제2 파장 범위와 다른 파장 범위를 갖는 광(예컨대, 가시광선)에 대하여는 광학적으로 영향을 주지 않을 수 있다. 예를 들면, 상기 회절 격자에 포함된 격자 패턴들(511a)의 높이(d1), 폭(d2), 피치(d3), 형성 각도 등을 조절함으로써, 상기 제2 파장 범위에 대해 파장 선택성을 갖도록 제1 광학 패턴(510)을 형성할 수 있다.
예를 들면, 도 2a에 도시된 바와 같이, 제1 발광 소자(310)에서 방출된 제1 광(L1)(예컨대, 가시광선)의 적어도 일부는 제1 광학 패턴(510)으로 진행될 수 있다. 제1 광(L1)은 상기 제2 파장 범위와 다른 상기 제1 파장 범위를 가질 수 있다. 따라서, 제1 광학 패턴(510)은 제1 광(L1)을 광학적으로 변경 없이 투과시킬 수 있다.
예를 들면, 도 2b에 도시된 바와 같이, 광 가이드층(500)의 내부에서 제3 방향(DR3)으로 전달되는 제2 광(L2)(예컨대, 적외선)의 적어도 일부는 제1 광학 패턴(510)으로 진행될 수 있다. 제2 광(L2)은 상기 제2 파장 범위를 가질 수 있다. 이에 따라, 제1 광학 패턴(510)으로 진행된 제2 광(L2)의 일부가 제1 광학 패턴(510)에 의해 회절될 수 있다. 따라서, 제2 광(L2)의 상기 일부는 광 가이드층(500)의 내부에서 전반사되지 않고 광 가이드층(500)의 외부로 방출될 수 있다.
도 2a, 도 2b 및 도 3b를 참조하면, 다른 실시예에 있어서, 제1 광학 패턴(510)은 복수의 산란 패턴들(511b)을 포함하는 마이크로 패턴일 수 있다. 예를 들면, 산란 패턴들(511b) 각각은 렌즈, 프리즘 등의 단면 형상을 가질 수 있다.
예를 들면, 도 2b에 도시된 바와 같이, 광 가이드층(500)의 내부에서 제3 방향(DR3)으로 전달되는 제2 광(L2)의 적어도 일부는 제1 광학 패턴(510)으로 진행될 수 있다. 제1 광학 패턴(510)으로 진행된 제2 광(L2)의 일부는 산란 패턴들(511b)에 의해 산란될 수 있다. 따라서, 제2 광(L2)의 상기 일부는 광 가이드층(500)의 내부에서 전반사되지 않고 광 가이드층(500)의 외부로 방출될 수 있다.
다시 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 일 실시예에 있어서, 제2 광학 패턴(520)은 주변 영역(PA)과 중첩하는 광 가이드층(500)의 하면에 형성될 수 있다. 제2 광학 패턴(520)은 주변 영역(PA)에서 광 가이드층(500)으로 입사되는 제2 광(L2)이 광 가이드층(500)의 내부에서 전반사되도록 제2 광(L2)을 굴절시킬 수 있다. 즉, 도 2b에 도시된 바와 같이, 제2 발광 소자(320)에서 방출되는 제2 광(L2)은 제2 광학 패턴(520)에 의해 표시 영역(DA)을 향하도록(즉, 제3 방향(DR3)으로) 굴절될 수 있다.
제2 광학 패턴(520)은 다양한 방법으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 제2 광학 패턴(520)은 상기 회절 광학 소자, 상기 홀로그램 광학 소자, 상기 마이크로 패턴 등으로 구현될 수 있다.
광 제어층(600)은 봉지층(ENC) 상의 표시 영역(DA)에 배치될 수 있다. 즉, 광 제어층(600)은 제1 발광 소자(310) 상에 배치될 수 있다. 광 제어층(600)은 발광 영역(LA)의 일부를 노출시키는 개구부를 가질 수 있다.
광 제어층(600)은 특정한 파장 범위를 갖는 광에 의해 변색되는 광변색(photochromic) 물질을 포함할 수 있다. 상기 광변색 물질은 상기 제2 파장 범위를 갖는 제2 광(L2)(예컨대, 자외선)에 의해 변색될 수 있다. 상기 광변색 물질은 상기 제1 파장 범위를 갖는 제1 광(L1)(예컨대, 가시광선)에 의해서는 변색되지 않을 수 있다. 또한, 상기 광변색 물질은 제2 광(L2)에 의해 변색되지 않은 상태에서, 제1 광(L1)을 투과시킬 수 있다. 상기 광 변색 물질은 제2 광(L2)에 의해 변색된 상태에서, 제1 광(L1)을 흡수하여 제1 광(L1)의 투과를 차단할 수 있다. 예를 들면, 상기 광변색 물질은 제2 광(L2)에 의해 변색된 상태에서, 제1 광(L1)(예컨대, 가시광선)에 대해 약 10% 이하의 투과율을 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 광변색 물질은 아조벤젠(azobenzene), 스피로피란(spiropyran), 디알릴에텐(diarylethene) 등을 포함할 수 있으나, 이는 예시적인 것으로 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
이하에서는, 도 2a 및 도 2b를 참조하여 상기 제1 모드 및 상기 제2 모드 상태에서의 표시 장치(10)의 동작을 설명한다.
표시 장치(10)가 도 2a에 도시된 상기 제1 모드 상태인 경우, 제1 트랜지스터(210)는 제1 발광 소자(310)를 구동시키고, 제2 트랜지스터(220)는 제2 발광 소자(320)를 구동시키지 않을 수 있다. 이에 따라, 제1 발광 소자(310)에서는 제1 광(L1)(예컨대, 가시광선)이 방출되고, 제2 발광 소자(320)에서는 제2 광(L2)(예컨대, 자외선)이 방출되지 않을 수 있다. 따라서, 광 제어층(600)은 변색되지 않을 수 있다. 이에 따라, 광 제어층(600)은 제1 광(L1)을 투과시킬 수 있다. 즉, 발광 영역(LA)에서 방출되는 제1 광(L1)은 광 제어층(600)에 의해 차단되지 않고, 제2 기판(800)을 통해 표시 장치(10)의 외부로 방출될 수 있다. 따라서, 표시 장치(10)는 광시야각을 가질 수 있다.
표시 장치(10)가 도 2b에 도시된 상기 제2 모드 상태로 전환되는 경우, 제2 트랜지스터(220)가 제2 발광 소자(320)를 구동시킬 수 있다. 이에 따라, 제2 발광 소자(320)에서 제2 광(L2)이 방출될 수 있다. 상술한 바와 같이, 제2 발광 소자(320)에서 방출된 제2 광(L2)은 광 가이드층(500)을 통해 표시 영역(DA)으로 전달될 수 있다. 또한, 광 가이드층(500)에서 전달되는 제2 광(L2)의 일부는 제1 광학 패턴(510)에 의해 광 가이드층(500)의 외부로(예컨대, 광 제어층(600)으로) 방출될 수 있다. 이에 따라, 광 제어층(600)이 변색될 수 있다. 따라서, 발광 영역(LA)에서 방출되는 제1 광(L1) 중 광 제어층(600)을 향해 진행되는 광(L1a)은 광 제어층(600)에 의해 차단될 수 있다. 발광 영역(LA)에서 방출되는 제1 광(L1) 중 개구부(OP1, OP2)를 향해 진행되는 광(L1b)은 광 제어층(600)에 의해 차단되지 않고, 제2 기판(800)을 통해 표시 장치(10)의 외부로 방출될 수 있다. 즉, 표시 장치(10)가 상기 제2 모드 상태인 경우, 광 제어층(600)은 발광 영역(LA)에서 방출되는 제1 광(L1) 중 일정 각도 이상의 시야각을 갖는 광(L1a)을 차단할 수 있다. 따라서, 표시 장치(10)는 협시야각을 가질 수 있다.
표시 장치(10)가 다시 상기 제1 모드 상태로 전환되는 경우, 제2 트랜지스터(220)가 제2 발광 소자(320)를 구동시키지 않을 수 있다. 이에 따라, 제2 발광 소자(320)에서 제2 광(L2)이 방출되지 않고, 광 제어층(600)의 색이 원상태로 복원될 수 있다. 이에 따라, 광 제어층(600)은 다시 제1 광(L1)을 투과시킬 수 있고, 표시 장치(10)는 다시 광시야각을 가질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 광 제어층(600)은 제4 방향(DR4)으로 서로 이격되는 제1 광 제어층(610) 및 제2 광 제어층(620)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 광 가이드층(500)은 제1 광 제어층(610)과 제2 광 제어층(620) 사이에 배치될 수 있다. 즉, 제1 광 제어층(610)은 광 가이드층(500)의 하부에 배치되고, 제2 광 제어층(620)은 광 가이드층(500)의 상부에 배치될 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 광 제어층(600)은 단일층으로 구성될 수도 있다.
제1 및 제2 광 제어층들(610, 620)이 제4 방향(DR4)으로 이격되어 배치되는 경우, 상기 제2 모드 상태에서의 표시 장치(10)의 시야각 감소 정도를 상대적으로 용이하게 조절할 수 있다. 예를 들면, 제1 및 제2 광 제어층들(610, 620)에 형성된 개구부들(OP1, OP2)의 폭과, 개구부들(OP1, OP2) 사이의 이격 거리의 비율에 따라, 상기 시야각 감소 정도(예컨대, 제1 광(L1)의 출광 분포)가 결정될 수 있다. 구체적으로, 상기 이격 거리에 대한 상기 폭의 비가 커질수록 상기 제2 모드 상태에서의 표시 장치(10)의 시야각 감소 정도가 커질 수 있다. 즉, 상기 이격 거리에 대한 상기 폭의 비가 커질수록 상기 제2 모드 상태에서의 제1 광(L1)의 출광 분포가 작아질 수 있다.
광 제어층(600)은 광 가이드층(500)에 인접할 수 있다. 예를 들면, 제1 광 제어층(610)은 광 가이드층(500)의 하면에 접촉하고, 제2 광 제어층(620)은 광 가이드층(500)의 상면에 접촉할 수 있다. 이 경우, 제1 및 제2 광 제어층들(610, 620) 각각의 굴절률은 광 가이드층(500)의 굴절률보다 작을 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로, 광 제어층(600)은 광 가이드층(500)으로부터 이격될 수도 있다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 제어층을 나타내는 평면도들이다. 예를 들면, 도 4a는 도 1의 평면도에 대응될 수 있다. 도 4b는 도 4a에 도시된 광 제어층의 일부 영역을 확대한 도면일 수 있다.
도 1, 도 2a, 도 2b, 도 4a 및 도 4b를 참조하면, 일 실시예에 있어서, 광 제어층(600a)은 평면도 상에서 슬릿(slit) 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 광 제어층(600a)은 제2 방향(DR2)으로 연장되고, 제1 방향(DR1)을 따라 배열되는 복수의 스트라이프 패턴들을 포함할 수 있다. 즉, 광 제어층(600b)에 형성된 개구부들(OP)은 제2 방향(DR2)으로 연장되고, 제1 방향(DR1)을 따라 배열될 수 있다. 각각의 개구부(OP)는 제2 방향(DR2)을 따라 배열된 복수의 발광 영역들(LA)과 중첩할 수 있다. 본 실시예에 의하면, 상기 제2 모드 상태에서 표시 장치(10)의 제1 방향(DR1)으로의 시야각은 감소되나, 제2 방향(DR2)으로의 시야각은 감소되지 않을 수 있다. 또한, 표시 장치(10)의 제2 방향(DR2)으로의 시야각을 감소시키려는 경우, 상기 스트라이프 패턴들이 제1 방향(DR1)으로 연장되고, 제2 방향(DR2)을 따라 배열되도록 광 제어층(600a)을 형성할 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 제어층을 나타내는 평면도들이다. 예를 들면, 도 5a는 도 1의 평면도에 대응될 수 있다. 도 5b는 도 5a에 도시된 광 제어층의 일부 영역을 확대한 평면도이다.
도 1, 도 2a, 도 2b, 도 5a 및 도 5b를 참조하면, 다른 실시예에 있어서, 광 제어층(600b)은 평면도 상에서 격자 형상을 가질 수 있다. 즉, 광 제어층(600b)에 형성된 개구부들(OP)은 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)을 따라 매트릭스 형태로 배열될 수 있다. 개구부들(OP) 각각은 발광 영역들(LA) 각각과 중첩할 수 있다. 예를 들면, 평면도 상에서 개구부들(OP) 각각의 넓이는 발광 영역들(LA) 각각의 넓이보다 작을 수 있다. 본 실시예에 의하면, 상기 제2 모드 상태에서 표시 장치(10)의 제1 방향(DR1)으로의 시야각 및 제2 방향(DR2)으로의 시야각이 모두 감소될 수 있다.
다시 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 일 실시예에 있어서, 표시 장치(10)는 평탄화층(400)을 더 포함할 수 있다. 광 가이드층(500)의 하부에는 제1 평탄화층(410)이 배치될 수 있다. 제1 평탄화층(410)은 실질적으로 평탄한 하면을 제공할 수 있다. 광 가이드층(500)의 상부에는 제2 평탄화층(420)이 배치될 수 있다. 제2 평탄화층(420)은 실질적으로 평탄한 상면을 제공할 수 있다. 제1 및 제2 평탄화층들(410, 420)은 유기 물질을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 평탄화층들(410, 420) 각각의 굴절률은 광 가이드층(500)의 굴절률보다 작을 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 평탄화층(400)은 생략될 수도 있다.
광 흡수층(700)은 광 제어층(600) 상에 배치될 수 있다. 광 흡수층(700)은 광 제어층(600) 상의 표시 영역(DA) 및 주변 영역(PA)에 전체적으로 배치될 수 있다. 광 흡수층(700)은 상기 제2 파장 범위를 갖는 제2 광(L2)(예컨대, 자외선)을 선택적으로 흡수할 수 있다. 즉, 광 흡수층(700)은 제2 광(L2)이 표시 장치(10)의 외부로 방출되는 것을 차단할 수 있다. 광 흡수층(700)은 상기 제1 파장 범위를 갖는 제1 광(L1)(예컨대, 가시광선)을 투과시킬 수 있다.
제2 기판(800)은 투명한 기판일 수 있다. 예를 들면, 제2 기판(800)은 유리, 석영, 플라스틱 등으로 형성될 수 있다. 제2 기판(800)은 발광 영역(LA)에서 방출된 제1 광(L1)을 투과시킬 수 있다.
도 6은 도 1의 Ⅰ-Ⅰ' 라인을 따라 자른 다른 예를 나타내는 단면도이다.
도 1 및 도 6을 참조하면, 일 실시예에 있어서, 광 제어층(600)은 발광 영역(LA)과 중첩하는 복수의 개구부들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 광 제어층(610)은 제3 방향(DR3)으로 이격되는 제1 개구부들(OP1a, OP1b)을 포함할 수 있다. 제2 광 제어층(620)은 제3 방향(DR3)으로 이격되는 제2 개구부들(OP2a, OP2b)을 포함할 수 있다. 제1 개구부들(OP1a, OP1b) 각각은 제2 개구부들(OP2a, OP2b) 각각과 중첩할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(10)에 의하면, 표시 장치(10)는 광시야각으로 구현되는 제1 모드 또는 협시야각으로 구현되는 제2 모드로 영상을 표시할 수 있다. 따라서, 표시 장치(10)의 시야각이 조절될 수 있다. 또한, 표시 장치(10)가 상기 제2 모드 상태인 경우, 표시 영역(DA)에 배치된 화소들 각각에서 방출되는 제1 광(L1)(예컨대, 가시광선) 중 일정 각도 이상의 시야각을 갖는 일부만 차단되고, 일정 각도 미만의 시야각을 갖는 다른 일부는 표시 장치(10)의 외부로 방출될 수 있다. 따라서, 상기 제2 모드 상태에서도 표시 장치(10)의 해상도가 저하되지 않을 수 있다. 또한, 제2 발광 소자(320)는 상기 제1 모드와 상기 제2 모드의 전환을 위한 제2 광(L2)을 방출할 수 있다. 제2 발광 소자(320)는 표시 장치(10)의 주변 영역(PA)에 배치될 수 있다. 예시적인 실시예들에 있어서, 제2 발광 소자(320)는 표시 장치(10)의 제조 과정에서 주변 영역(PA)에 형성되는 더미 화소들 중 일부를 이용하여 형성될 수 있다. 따라서, 표시 영역(DA)에 영향 없이 기존의 표시 장치의 제조 공정을 통해 시야각이 조절될 수 있는 표시 장치(10)를 제조할 수 있다. 또한, 표시 장치(10)의 시야각 조절을 위한 별도의 광학 필름을 부착하지 않아도 표시 장치(10)의 시야각이 조절될 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 단면도들이다. 예를 들면, 도 7a는 제1 모드 상태의 표시 장치(11)를 나타내고, 도 7b는 제2 모드 상태의 표시 장치(11)를 나타낼 수 있다. 상기 제1 모드는 광시야각 구현을 위한 모드이고, 상기 제2 모드는 협시야각 구현을 위한 모드를 의미할 수 있다.
도 7a 및 도 7b를 참조하여 설명하는 다른 실시예에 따른 표시 장치(11)에 있어서, 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한 일 실시예에 따른 표시 장치(10)와 중복되는 설명은 생략하거나 간략화하기로 한다.
도 7a 및 도 7b를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치(11)는 제1 기판(100), 제1 트랜지스터(210), 제1 발광 소자(310), 제2 발광 소자(1320), 봉지층(ENC), 광 가이드층(500), 광 제어층(600), 광 흡수층(700) 및 제2 기판(800)을 포함할 수 있다.
제1 발광 소자(310)는 제1 기판(100) 상의 표시 영역(DA)에 배치될 수 있다. 제1 발광 소자(310)는 발광 영역(LA)에 중첩할 수 있다. 제1 발광 소자(310)는 제1 파장 범위를 갖는 제1 광(L1)을 방출할 수 있다. 제1 광(L1)은 가시광선일 수 있다. 예를 들면, 제1 발광 소자(310)는 적색 광, 녹색 광, 및 청색 광 중 어느 하나를 방출할 수 있다.
제2 발광 소자(1320)는 표시 패널의 외부에 배치될 수 있다. 제2 발광 소자(1320)는 광 가이드층(500)의 적어도 일측에 배치될 수 있다. 예를 들면, 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 제2 발광 소자(1320)는 광 가이드층(500)의 제1 방향(DR1) 측부에 배치될 수 있다. 제2 발광 소자(1320)의 발광면(1321)은 광 가이드층(500)의 일측면(501)과 마주할 수 있다. 예를 들면, 제2 발광 소자(1320)와 상기 표시 패널은 하우징(미도시)에 의해 고정될 수 있다.
제2 발광 소자(1320)는 상기 제1 파장 범위와 다른 제2 파장 범위를 갖는 제2 광(L2)을 방출할 수 있다. 예를 들면, 제2 광(L2)은 자외선 또는 적외선일 수 있다.
제2 발광 소자(1320)는 상기 제2 모드 상태에서 선택적으로 제2 광(L2)을 방출할 수 있다. 즉, 상기 제1 모드 상태에서는 제2 광(L2)이 제2 발광 소자(1320)에서 방출되지 않고, 상기 제2 모드 상태에서는 제2 광(L2)이 제2 발광 소자(1320)에서 방출될 수 있다. 상기 제2 모드 상태에서, 제2 광(L2)은 제2 발광 소자(1320)의 발광면(1321)으로부터 제3 방향(DR3)으로 방출되어, 광 가이드층(500)의 일측면(501)을 통해 광 가이드층(500)의 내부로 입사될 수 있다. 광 가이드층(500)의 내부로 입사된 제2 광(L2)은 전반사에 의해 표시 영역(DA)으로(즉, 제3 방향(DR3)으로) 전달될 수 있다.
광 가이드층(500)에는 제1 광학 패턴(510)이 형성될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제1 광학 패턴(510)은 표시 영역(DA)과 중첩하는 광 가이드층(500)의 상면 및/또는 하면에 형성될 수 있다. 제1 광학 패턴(510)은 광 가이드층(500)의 내부에서 전달되는 제2 광(L2)의 일부를 광 가이드층(500)의 외부로(예컨대, 광 가이드층(500)의 상부 또는 하부로) 방출시킬 수 있다. 즉, 광 가이드층(500)의 내부에서 전반사에 의해 제3 방향(DR3)으로 진행되는 제2 광(L2)은, 제1 광학 패턴(510)에 의해 일부가 광 가이드층(500)의 외부로 방출될 수 있다. 광 가이드층(500)의 외부로 방출되지 않은 제2 광(L2)의 다른 일부는 전반사에 의해 제3 방향(DR3)으로 전달될 수 있다.
본 실시예에서, 주변 영역(PA)과 중첩하는 광 가이드층(500)의 하면에는 광학 패턴(예컨대, 도 2a의 제2 광학 패턴(520))이 형성되지 않을 수 있다.
이하에서는, 도 7a 및 도 7b를 참조하여 상기 제1 모드 및 상기 제2 모드 상태에서의 표시 장치(11)의 동작을 설명한다.
표시 장치(11)가 도 7a에 도시된 상기 제1 모드 상태인 경우, 제1 발광 소자(310)에서는 제1 광(L1)(예컨대, 가시광선)이 방출되고, 제2 발광 소자(1320)에서는 제2 광(L2)(예컨대, 자외선)이 방출되지 않을 수 있다. 따라서, 광 제어층(600)은 변색되지 않을 수 있다. 이에 따라, 광 제어층(600)은 제1 광(L1)을 투과시킬 수 있다. 즉, 발광 영역(LA)에서 방출되는 제1 광(L1)은 광 제어층(600)에 의해 차단되지 않고, 제2 기판(800)을 통해 표시 장치(11)의 외부로 방출될 수 있다. 따라서, 표시 장치(11)는 광시야각을 가질 수 있다.
표시 장치(11)가 도 7b에 도시된 상기 제2 모드 상태로 전환되는 경우, 제2 발광 소자(1320)에서 제2 광(L2)이 방출될 수 있다. 상술한 바와 같이, 제2 발광 소자(1320)에서 방출된 제2 광(L2)은 광 가이드층(500)을 통해 표시 영역(DA)으로 전달될 수 있다. 또한, 광 가이드층(500)에서 전달되는 제2 광(L2)의 일부는 제1 광학 패턴(510)에 의해 광 가이드층(500)의 외부로(예컨대, 광 제어층(600)으로) 방출될 수 있다. 이에 따라, 광 제어층(600)이 변색될 수 있다. 따라서, 발광 영역(LA)에서 방출되는 제1 광(L1) 중 광 제어층(600)을 향해 진행되는 광(L1a)은 광 제어층(600)에 의해 차단될 수 있다. 발광 영역(LA)에서 방출되는 제1 광(L1) 중 개구부(OP1, OP2)를 향해 진행되는 광(L1b)은 광 제어층(600)에 의해 차단되지 않고, 제2 기판(800)을 통해 표시 장치(11)의 외부로 방출될 수 있다. 즉, 표시 장치(11)가 상기 제2 모드 상태인 경우, 광 제어층(600)은 발광 영역(LA)에서 방출되는 제1 광(L1) 중 일정 각도 이상의 시야각을 갖는 광(L1a)을 차단할 수 있다. 따라서, 표시 장치(11)는 협시야각을 가질 수 있다.
표시 장치(11)가 다시 상기 제1 모드 상태로 전환되는 경우, 제2 발광 소자(1320)에서 제2 광(L2)이 방출되지 않고, 광 제어층(600)의 색이 원상태로 복원될 수 있다. 이에 따라, 광 제어층(600)은 다시 제1 광(L1)을 투과시킬 수 있고, 표시 장치(11)는 다시 광시야각을 가질 수 있다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 단면도들이다. 예를 들면, 도 8a는 제1 모드 상태의 표시 장치(12)를 나타내고, 도 8b는 제2 모드 상태의 표시 장치(12)를 나타낼 수 있다. 상기 제1 모드는 광시야각 구현을 위한 모드이고, 상기 제2 모드는 협시야각 구현을 위한 모드를 의미할 수 있다.
도 8a 및 도 8b를 참조하여 설명하는 또 다른 실시예에 따른 표시 장치(12)에 있어서, 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한 일 실시예에 따른 표시 장치(10)와 중복되는 설명은 생략하거나 간략화하기로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치(12)는 표시 영역(DA) 및 주변 영역을 가질 수 있다. 표시 영역(DA)에는 복수의 화소들이 배치될 수 있다. 표시 영역(DA)은 복수의 발광 영역들(LA) 및 차광 영역(BA)을 포함할 수 있다. 발광 영역들(LA) 각각은 상기 화소들 각각에 대응될 수 있다. 예를 들면, 발광 영역들(LA)은 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)을 따라 매트릭스 형태로 배치될 수 있다. 차광 영역(BA)은 평면도 상에서 발광 영역들(LA)을 둘러쌀 수 있다.
도 8a 및 도 8b를 참조하면, 표시 장치(12)는 제1 기판(100), 제1 트랜지스터(210), 제1 발광 소자(310), 제2 트랜지스터(2220), 제2 발광 소자(2320), 봉지층(ENC), 광 제어층(600), 광 흡수층(700) 및 제2 기판(800)을 포함할 수 있다.
예를 들면, 도 8a 및 도 8b의 단면도들은 상기 화소들 각각에 대응될 수 있다. 즉, 상기 화소들 각각은 제1 트랜지스터(210), 제1 발광 소자(310), 제2 트랜지스터(2220) 및 제2 발광 소자(2320)를 포함할 수 있다. 또한, 도 8a 및 도 8b에는 발광 영역(LA)의 폭이 차광 영역(BA)의 폭보다 작은 것처럼 도시되었으나, 발광 영역(LA)의 폭은 차광 영역(BA)의 폭보다 클 수 있다.
제1 발광 소자(310)는 제1 기판(100) 상의 표시 영역(DA)에 배치될 수 있다. 제1 발광 소자(310)는 발광 영역(LA)에 중첩할 수 있다. 제1 발광 소자(310)는 제1 파장 범위를 갖는 제1 광(L1)을 방출할 수 있다. 제1 광(L1)은 가시광선일 수 있다. 예를 들면, 제1 발광 소자(310)는 적색 광, 녹색 광, 및 청색 광 중 어느 하나를 방출할 수 있다.
제2 발광 소자(2320)는 제1 기판(100) 상의 표시 영역(DA)에 배치될 수 있다. 제2 발광 소자(2320)는 제1 발광 소자(310)와 이격될 수 있다. 예를 들면, 제2 발광 소자(2320)는 차광 영역(BA)에 중첩할 수 있다. 제2 발광 소자(2320)는 상기 제1 파장 범위와 다른 제2 파장 범위를 갖는 제2 광(L2)을 방출할 수 있다. 예를 들면, 제2 광(L2)은 자외선 또는 적외선일 수 있다.
제1 발광 소자(310)는 제1 트랜지스터(210)에 의해 구동될 수 있다. 제2 발광 소자(2320)는 제1 트랜지스터(210)와 다른 제2 트랜지스터(2220)에 의해 구동될 수 있다. 즉, 제2 광(L2)(예컨대, 자외선)을 방출하는 제2 발광 소자(2320)는 제1 광(L1)(예컨대, 가시광선)을 방출하는 제1 발광 소자(310)와 독립적으로 구동될 수 있다. 예를 들면, 제1 트랜지스터(210) 및 제2 트랜지스터(2220)는 기판(100) 상의 표시 영역(DA)에 배치될 수 있다.
광 제어층(600)은 봉지층(ENC) 상의 표시 영역(DA)에 배치될 수 있다. 즉, 광 제어층(600)은 제1 및 제2 발광 소자들(310, 2320) 상에 배치될 수 있다. 광 제어층(600)은 발광 영역(LA)의 일부를 노출시키는 개구부를 가질 수 있다.
광 제어층(600)은 특정한 파장 범위를 갖는 광에 의해 변색되는 광변색 물질을 포함할 수 있다. 상기 광변색 물질은 상기 제2 파장 범위를 갖는 제2 광(L2)(예컨대, 자외선)에 의해 변색될 수 있다. 상기 광변색 물질은 상기 제1 파장 범위를 갖는 제1 광(L1)(예컨대, 가시광선)에 의해서는 변색되지 않을 수 있다. 또한, 상기 광변색 물질은 제2 광(L2)에 의해 변색되지 않은 상태에서, 제1 광(L1)을 투과시킬 수 있다. 상기 광 변색 물질은 제2 광(L2)에 의해 변색된 상태에서, 제1 광(L1)을 흡수할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 광 제어층(600)은 제4 방향(DR4)으로 서로 이격되는 제1 광 제어층(610) 및 제2 광 제어층(620)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 광 제어층(610)과 제2 광 제어층(620) 사이에는 집광층(CTL)이 배치될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로, 제1 광 제어층(610)과 제2 광 제어층(620) 사이에는 터치 감지층(TC) 등과 같이 제1 광(L1)을 투과시킬 수 있는 다양한 기능층들이 배치될 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 광 제어층(600)은 단일층으로 구성될 수도 있다.
본 실시예에서, 상기 화소들 각각은 제1 발광 소자(310) 및 제2 발광 소자(2320)를 포함할 수 있다. 따라서, 상기 제1 모드와 상기 제2 모드의 전환을 위한 제2 광(L2)이 표시 영역(DA)에 배치된 상기 화소들 각각에서 방출될 수 있다. 따라서, 제2 광(L2)을 표시 영역(DA)으로 전달하기 위한 광 가이드층(예컨대, 도 2a의 광 가이드층(500))이 생략될 수 있다.
이하에서는, 도 8a 및 도 8b를 참조하여 상기 제1 모드 및 상기 제2 모드 상태에서의 표시 장치(12)의 동작을 설명한다.
표시 장치(12)가 도 8a에 도시된 상기 제1 모드 상태인 경우, 제1 트랜지스터(210)는 제1 발광 소자(310)를 구동시키고, 제2 트랜지스터(2220)는 제2 발광 소자(2320)를 구동시키지 않을 수 있다. 이에 따라, 제1 발광 소자(310)에서는 제1 광(L1)(예컨대, 가시광선)이 방출되고, 제2 발광 소자(2320)에서는 제2 광(L2)(예컨대, 자외선)이 방출되지 않을 수 있다. 따라서, 광 제어층(600)은 변색되지 않을 수 있다. 이에 따라, 광 제어층(600)은 제1 광(L1)을 투과시킬 수 있다. 즉, 발광 영역(LA)에서 방출되는 제1 광(L1)은 광 제어층(600)에 의해 차단되지 않고, 제2 기판(800)을 통해 표시 장치(12)의 외부로 방출될 수 있다. 따라서, 표시 장치(12)는 광시야각을 가질 수 있다.
표시 장치(12)가 도 8b에 도시된 상기 제2 모드 상태로 전환되는 경우, 제2 트랜지스터(2220)가 제2 발광 소자(2320)를 구동시킬 수 있다. 이에 따라, 제2 발광 소자(2320)에서 제2 광(L2)이 방출될 수 있다. 이에 따라, 광 제어층(600)이 변색될 수 있다. 따라서, 발광 영역(LA)에서 방출되는 제1 광(L1) 중 광 제어층(600)을 향해 진행되는 광(L1a)은 광 제어층(600)에 의해 차단될 수 있다. 발광 영역(LA)에서 방출되는 제1 광(L1) 중 개구부(OP1, OP2)를 향해 진행되는 광(L1b)은 광 제어층(600)에 의해 차단되지 않고, 제2 기판(800)을 통해 표시 장치(12)의 외부로 방출될 수 있다. 즉, 표시 장치(12)가 상기 제2 모드 상태인 경우, 광 제어층(600)은 발광 영역(LA)에서 방출되는 제1 광(L1) 중 일정 각도 이상의 시야각을 갖는 광(L1a)을 차단할 수 있다. 따라서, 표시 장치(12)는 협시야각을 가질 수 있다.
표시 장치(12)가 다시 상기 제1 모드 상태로 전환되는 경우, 제2 트랜지스터(2220)가 제2 발광 소자(2320)를 구동시키지 않을 수 있다. 이에 따라, 제2 발광 소자(2320)에서 제2 광(L2)이 방출되지 않고, 광 제어층(600)의 색이 원상태로 복원될 수 있다. 이에 따라, 광 제어층(600)은 다시 제1 광(L1)을 투과시킬 수 있고, 표시 장치(12)는 다시 광시야각을 가질 수 있다.
본 발명은 다양한 표시 장치들에 적용될 수 있다. 예를 들면, 본 발명은 차량용, 선박용 및 항공기용 디스플레이 장치들, 휴대용 통신 장치들, 전시용 또는 정보 전달용 디스플레이 장치들, 의료용 디스플레이 장치들 등과 같은 다양한 디스플레이 기기들에 적용 가능하다.
이상에서는 본 발명의 예시적인 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 것이다.
10, 11, 12: 표시 장치 100: 제1 기판
210: 제1 트랜지스터 220, 2220: 제2 트랜지스터
310: 제1 발광 소자 320, 1320, 2320: 제2 발광 소자
IL: 절연 구조물 PDL: 화소 정의막
ENC: 봉지층 ` TC: 터치 감지층
CTL: 집광층 400: 평탄화층
500: 광 가이드층 510: 제1 광학 패턴
520: 제2 광학 패턴 600: 광 제어층
700: 광 흡수층 800: 제2 기판
L1: 제1 광 L2: 제2 광

Claims (20)

  1. 발광 영역 및 차광 영역을 포함하는 표시 영역 및 상기 표시 영역의 외측에 위치하는 주변 영역을 갖는 기판;
    상기 기판 상의 상기 발광 영역에 배치되고, 제1 파장 범위를 갖는 제1 광을 방출하는 제1 발광 소자; 및
    상기 제1 발광 소자 상에 배치되고, 상기 발광 영역의 일부를 노출시키는 개구부를 갖는 광 제어층을 포함하고,
    상기 광 제어층은 상기 제1 파장 범위와 다른 제2 파장 범위를 갖는 제2 광에 의해 변색되는 광변색(photochromic) 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 발광 소자 상의 상기 표시 영역 및 상기 주변 영역에 배치되고, 상기 주변 영역에서 입사되는 상기 제2 광을 상기 표시 영역으로 전달하는 광 가이드층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 광 가이드층은 상기 광 제어층에 접촉하고,
    상기 광 가이드층의 굴절률은 상기 광 제어층의 굴절률보다 큰 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  4. 제2 항에 있어서, 상기 광 가이드층에는 상기 표시 영역과 중첩하고, 상기 제2 광을 상기 광 제어층으로 방출시키는 제1 광학 패턴이 형성되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  5. 제4 항에 있어서, 상기 제1 광학 패턴은 상기 제2 파장 범위를 갖는 광을 선택적으로 회절시키는 회절 격자(diffraction grating)를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  6. 제4 항에 있어서, 상기 제1 광학 패턴은 복수의 산란 패턴들을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  7. 제2 항에 있어서, 상기 광 제어층은,
    상기 광 가이드층의 하부에 배치되는 제1 광 제어층; 및
    상기 광 가이드층의 상부에 배치되는 제2 광 제어층을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  8. 제2 항에 있어서,
    상기 기판 상의 상기 주변 영역에 배치되고, 상기 제2 광을 방출하는 제2 발광 소자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  9. 제8 항에 있어서, 상기 제1 발광 소자는 제1 트랜지스터에 의해 구동되고, 상기 제2 발광 소자는 상기 제1 트랜지스터와 다른 제2 트랜지스터에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  10. 제8 항에 있어서, 상기 광 가이드층에는 상기 주변 영역과 중첩하고, 상기 제2 발광 소자에서 방출된 상기 제2 광을 상기 표시 영역을 향하도록 굴절시키는 제2 광학 패턴이 형성되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  11. 제2 항에 있어서,
    상기 광 가이드층의 측부에 배치되고, 상기 제2 광을 방출하는 제2 발광 소자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 기판 상의 상기 표시 영역에 배치되고, 상기 제2 광을 방출하는 제2 발광 소자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  13. 제12 항에 있어서, 상기 차광 영역은 평면도 상에서 상기 발광 영역을 둘러싸고,
    상기 제2 발광 소자는 상기 기판 상의 상기 차광 영역에 배치되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  14. 제12 항에 있어서, 상기 제1 발광 소자는 제1 트랜지스터에 의해 구동되고, 상기 제2 발광 소자는 상기 제1 트랜지스터와 다른 제2 트랜지스터에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  15. 제12 항에 있어서, 상기 광 제어층은,
    제1 광 제어층; 및
    상기 제1 광 제어층의 상부에 배치되고, 상기 제1 광 제어층과 이격되는 제2 광 제어층을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  16. 제1 항에 있어서,
    상기 광 제어층 상에 배치되고, 상기 제2 파장 범위를 갖는 광을 선택적으로 흡수하는 광 흡수층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  17. 제1 항에 있어서, 상기 광 제어층은 평면도 상에서 슬릿 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  18. 제1 항에 있어서, 상기 광 제어층은 평면도 상에서 격자 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  19. 제1 항에 있어서, 상기 광 제어층은 상기 발광 영역과 중첩하는 복수의 개구부들을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  20. 제1 항에 있어서, 상기 제1 광은 가시광선이고, 상기 제2 광은 자외선 또는 적외선인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
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