KR20230102367A - 통합렌즈를 포함하는 시야각 전환 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 적어도 하나의 부화소를 갖는 기판과; 상기 기판 상부의 상기 적어도 하나의 부화소에 배치되는 다수의 트랜지스터와; 상기 기판 상부의 상기 적어도 하나의 부화소에 배치되고, 상기 다수의 트랜지스터 중 2개에 각각 연결되는 제1 및 제2발광다이오드와; 상기 제1 및 제2발광다이오드 상부에 배치되고, 상기 제1발광다이오드에 대응되는 반원통형 렌즈와 상기 제2발광다이오드에 대응되는 반구형 렌즈로 이루어지는 통합렌즈를 포함하는 시야각 전환 표시장치를 제공한다.

Description

통합렌즈를 포함하는 시야각 전환 표시장치 {Viewing Angle Switchable Display Device Including Integrated Lens}
본 발명은 표시장치에 관한 것으로, 특히 모서리부가 라운드 된 반원통형 렌즈와 반구형 렌즈로 이루어지는 통합렌즈를 포함하는 시야각 전환 표시장치에 관한 것이다.
최근 사회가 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라 대량의 정보를 처리 및 표시하는 정보 디스플레이에 관한 관심이 고조되고 있고, 또한 휴대가 가능한 정보매체를 이용하려는 요구가 높아지면서, 이에 부응하는 여러 가지 다양한 경량 및 박형의 평판표시장치가 개발되어 각광받고 있다.
이러한 평판표시장치 중에서 유기발광다이오드 표시장치(organic light emitting diode display device)는, 백라이트와 같은 별도의 광원을 필요로 하지 않는 자발광소자로서, 시야각, 대조비, 소비전력 등에서 장점을 갖고 있어서, 다양한 분야에 널리 적용되고 있다.
특히, 유기발광다이오드 표시장치는, 차량의 대시보드(dashboard) 등에 사용되는데, 차량 분야에서는 운전석과 조수석의 탑승자가 선택적으로 영상을 시청할 수 있도록 하는 시야각 전환용 유기발광다이오드 표시장치가 연구 개발되고 있다.
시야각 전환용 유기발광다이오드 표시장치는 별도의 시야전환필름과 광제어필름을 이용하여 표시되는 영상의 시야각을 전환하는데, 별도의 필름을 추가함에 따라 휘도가 감소하고, 제조비용이 증가하고, 차량 분야에서의 안정적인 사용을 위한 시야전환필름의 개발이 쉽지 않다는 문제가 있다.
본 발명은, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제시된 것으로, 제1 및 제2발광다이오드 상부에 모서리부가 라운드 된 반원통형 렌즈와 반구형 렌즈로 이루어지는 통합 렌즈를 배치함으로써, 휘도가 증가하고 제조비용이 감소하는 통합렌즈를 포함하는 시야각 전한 표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
그리고, 본 발명은, 제1 및 제2발광다이오드에 각각 대응되도록 배치되는 모서리부가 라운드 된 반원통형 렌즈와 반구형 렌즈를 차광패턴을 개재하여 하나의 통합렌즈로 형성함으로써, 개구율이 향상되고 휘도가 증가하는 통합렌즈를 포함하는 시야각 전환 표시장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
위와 같은 과제의 해결을 위해, 본 발명은, 적어도 하나의 부화소를 갖는 기판과; 상기 기판 상부의 상기 적어도 하나의 부화소에 배치되는 다수의 트랜지스터와; 상기 기판 상부의 상기 적어도 하나의 부화소에 배치되고, 상기 다수의 트랜지스터 중 2개에 각각 연결되는 제1 및 제2발광다이오드와; 상기 제1 및 제2발광다이오드 상부에 배치되고, 상기 제1발광다이오드에 대응되는 반원통형 렌즈와 상기 제2발광다이오드에 대응되는 반구형 렌즈로 이루어지는 통합렌즈를 포함하는 시야각 전환 표시장치를 제공한다.
그리고, 상기 통합렌즈는, 상기 반원통형 렌즈 및 상기 반구형 렌즈 사이의 계면에 배치되는 차광패턴을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 반원통형 렌즈의 상하방향에 따른 단면은 반원형 형상이고, 상기 반원통형 렌즈의 좌우방향에 따른 단면은 모서리부가 라운드 된 직사각형 형상 또는 상변이 경사진 반타원 형상 일 수 있다.
그리고, 상기 제1 및 제2발광다이오드의 제1 및 제2양극은 각각 상기 통합렌즈의 상기 반원통형 렌즈 및 상기 반구형 렌즈에 대응되는 평면 형상을 가질 수 있다.
또한, 상기 제1양극 및 상기 반원통형 렌즈는 일변이 요입된 직사각형의 평면 형상을 갖고, 상기 제2양극 및 상기 반구형 렌즈는 원형의 평면 형상을 가질 수 있다.
그리고, 상기 시야각 전환 표시장치는, 상기 제1 및 제2발광다이오드 상부에 배치되는 인캡층과; 상기 인캡층 상부에 배치되는 제1 및 제2터치전극과; 상기 제1 및 제2터치전극과 상기 통합렌즈 사이에 배치되는 제1평탄화층과; 상기 통합렌즈 상부에 배치되는 제2평탄화층을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 통합렌즈의 굴절률은 상기 제2평탄화층의 굴절률보다 큰 값 일 수 있다.
그리고, 상기 다수의 트랜지스터는, 고전위전압에 연결되는 제1트랜지스터와; 제2발광신호에 따라 스위칭 되고, 상기 제1트랜지스터에 연결되는 제2트랜지스터와; 제3발광신호에 따라 스위칭 되고, 상기 제1트랜지스터에 연결되는 제3트랜지스터와; 게이트2신호에 따라 스위칭 되고, 상기 제1트랜지스터에 연결되는 제4트랜지스터와; 상기 게이트2신호에 따라 스위칭 되고, 상기 제2트랜지스터에 연결되는 제5트랜지스터와; 상기 게이트2신호에 따라 스위칭 되고, 상기 제3트랜지스터에 연결되는 제6트랜지스터와; 제1발광신호에 따라 스위칭 되고, 기준신호에 연결되는 제7트랜지스터와; 게이트1신호에 따라 스위칭 되고, 데이터신호에 연결되는 제8트랜지스터를 포함할 수 있다.
또한, 상기 부화소는 상기 제1, 제4 및 제8트랜지스터 사이에 연결되는 스토리지 커패시터를 더 포함하고, 상기 제1발광다이오드는 상기 제2트랜지스터와 저전위전압 사이에 연결되고, 상기 제2발광다이오드는 상기 제3트랜지스터와 상기 저전위전압 사이에 연결될 수 있다.
본 발명은, 제1 및 제2발광다이오드 상부에 모서리부가 라운드 된 반원통형 렌즈와 반구형 렌즈로 이루어지는 통합 렌즈를 배치함으로써, 휘도가 증가하고 제조비용이 감소하는 효과를 갖는다.
그리고, 본 발명은, 제1 및 제2발광다이오드에 각각 대응되도록 배치되는 모서리부가 라운드 된 반원통형 렌즈와 반구형 렌즈를 차광패턴을 개재하여 하나의 통합렌즈로 형성함으로써, 개구율이 향상되고 휘도가 증가하는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 부화소를 도시한 회로도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치를 도시한 단면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 표시패널의 화소의 광시야 모드 및 협시야 모드의 동작을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 통합렌즈를 도시한 평면도.
도 6은 도 5의 절단선 IV-IV에 따른 단면도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 휘도를 도시한 표.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 통합렌즈를 포함하는 시야각 전환 표시장치를 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치를 도시한 도면으로, 표시장치는 유기발광다이오드 표시장치(organic light emitting diode display device: OLED display device) 일 수 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 시야각 전환 표시장치(110)는, 타이밍제어부(120), 데이터구동부(130), 게이트구동부(140) 및 표시패널(150)을 포함한다.
타이밍제어부(120)는, 그래픽카드 또는 TV시스템과 같은 외부시스템(미도시)으로부터 전달되는 영상신호, 데이터인에이블신호, 수평동기신호, 수직동기신호, 클럭 등의 다수의 타이밍신호를 이용하여 영상데이터, 데이터제어신호 및 게이트제어신호를 생성할 수 있다. 그리고, 타이밍제어부(120)는, 생성된 영상데이터 및 데이터제어신호는 데이터구동부(130)로 전달하고, 생성된 게이트제어신호는 게이트구동부(140)로 전달한다.
데이터구동부(130)는, 타이밍제어부(120)로부터 전달되는 데이터제어신호 및 영상데이터를 이용하여 데이터신호(데이터전압)을 생성하고, 생성된 데이터신호를 표시패널(150)의 데이터배선(DL)에 인가한다.
게이트구동부(140)는, 타이밍제어부(120)로부터 전달되는 게이트제어신호를 이용하여 게이트신호(게이트전압) 및 발광신호를 생성하고, 생성된 게이트신호 및 발광신호를 표시패널(150)의 게이트배선(GL)에 인가한다.
여기서, 게이트구동부(140)는, 표시패널(150)의 기판에 게이트배선(GL), 데이터배선(DL) 및 화소(P)와 함께 형성되어 비표시영역(NDA)에 배치되는 게이트-인-패널(gate in panel: GIP) 타입 일 수 있다.
표시패널(150)은, 중앙의 표시영역(DA)과 표시영역(DA)을 둘러싸는 비표시영역(NDA)를 포함하고, 게이트신호, 발광신호 및 데이터신호를 이용하여 영상을 표시한다. 표시패널(150)은, 영상을 표시하기 위하여, 표시영역(DA)에 배치되는 다수의 화소(P), 다수의 게이트배선(GL), 다수의 데이터배선(DL)을 포함한다.
다수의 화소(P) 각각은 적, 녹, 청 부화소(SPr, SPg, SPb)를 포함하고, 게이트배선(GL) 및 데이터배선(DL)은 서로 교차하여 적, 녹, 청 부화소(SPr, SPg, SPb)를 정의하고, 적, 녹, 청 부화소(SPr, SPg, SPb)는 각각 게이트배선(GL) 및 데이터배선(DL)에 연결된다.
시야각 전환 표시장치(110)가 유기발광다이오드 표시장치인 경우, 적, 녹, 청 부화소(SPr, SPg, SPb)는 각각 스위칭 트랜지스터, 구동 트랜지스터 및 센싱 트랜지스터와 같은 다수의 트랜지스터와, 스토리지 커패시터 및 발광다이오드를 포함할 수 있다.
이러한 시야각 전환 표시장치(110)의 부화소의 구성 및 동작을 도면을 참조하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 부화소를 도시한 회로도로서, 도 1을 함께 참조하여 설명한다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치(110)의 표시패널(150)의 적, 녹, 청 부화소(SPr, SPg, SPb: SP) 각각은 제1 내지 제8트랜지스터(T1 내지 T8), 스토리지 커패시터(Cst), 제1 및 제2발광다이오드(D1, D2)를 포함한다.
예를 들어, 제1 내지 제8트랜지스터(T1 내지 T8)는 P타입 일 수 있다.
구동트랜지스터인 제1트랜지스터(T1)는 스토리지 커패시터(Cst)의 제1전극의 전압에 따라 스위칭 되는데, 제1트랜지스터(T1)의 게이트전극은 스토리지 커패시터(Cst)의 제1전극, 제4트랜지스터(T4)의 드레인전극에 연결되고, 제1트랜지스터(T1)의 소스전극은 고전위전압(VDD)에 연결되고, 제1트랜지스터(T1)의 드레인전극은 제4트랜지스터(T4)의 소스전극, 제2트랜지스터(T2)의 소스전극, 제3트랜지스터(T3)의 소스전극에 연결된다.
발광트랜지스터인 제2트랜지스터(T2)는 제2발광신호(EM2)에 따라 스위칭 되는데, 제2트랜지스터(T2)의 게이트전극은 제2발광신호(EM2)에 연결되고, 제2트랜지스터(T2)의 소스전극은 제1트랜지스터(T1)의 드레인전극, 제4트랜지스터(T4)의 소스전극, 제3트랜지스터(T3)의 소스전극에 연결되고, 제2트랜지스터(T2)의 드레인전극은 제5트랜지스터(T5)의 소스전극, 제1발광다이오드(D1)의 양극에 연결된다.
발광트랜지스터인 제3트랜지스터(T3)는 제3발광신호(EM3)에 따라 스위칭 되는데, 제3트랜지스터(T3)의 게이트전극은 제3발광신호(EM3)에 연결되고, 제3트랜지스터(T3)의 소스전극은 제1트랜지스터(T1)의 드레인전극, 제4트랜지스터(T4)의 소스전극, 제2트랜지스터(T2)의 소스전극에 연결되고, 제3트랜지스터(T3)의 드레인전극은 제6트랜지스터(T6)의 소스전극, 제2발광다이오드(D2)의 양극에 연결된다.
제4트랜지스터(T4)는 게이트2신호(SCAN2)에 따라 스위칭 되는데, 제4트랜지스터(T4)의 게이트전극은 게이트2신호(SCAN2)에 연결되고, 제4트랜지스터(T4)의 소스전극은 제1트랜지스터(T1)의 드레인전극, 제2트랜지스터(T2)의 소스전극, 제3트랜지스터(T3)의 소스전극에 연결되고, 제4트랜지스터(T4)의 드레인전극은 제1트랜지스터(T1)의 게이트전극, 스토리지 커패시터(Cst)의 제1전극에 연결된다.
제5트랜지스터(T5)는 게이트2신호(SCAN2)에 따라 스위칭 되는데, 제5트랜지스터(T5)의 게이트전극은 게이트2신호(SCAN2)에 연결되고, 제5트랜지스터(T5)의 소스전극은 제2트랜지스터(T2)의 드레인전극, 제1발광다이오드(D1)의 양극에 연결되고, 제5트랜지스터(T5)의 드레인전극은 제7트랜지스터(T7)의 드레인전극, 제6트랜지스터(T6)의 드레인전극, 기준신호(Vref)에 연결된다.
제6트랜지스터(T6)는 게이트2신호(SCAN2)에 따라 스위칭 되는데, 제6트랜지스터(T6)의 게이트전극은 게이트2신호(SCAN2)에 연결되고, 제6트랜지스터(T6)의 소스전극은 제3트랜지스터(T3)의 드레인전극, 제2발광다이오드(D2)의 양극에 연결되고, 제6트랜지스터(T6)의 드레인전극은 제7트랜지스터(T7)의 드레인전극, 제5트랜지스터(T5)의 드레인전극, 기준신호(Vref)에 연결된다.
제7트랜지스터(T7)는 제1발광신호(EM1)에 따라 스위칭 되는데, 제7트랜지스터(T7)의 게이트전극은 제1발광신호(EM1)에 연결되고, 제7트랜지스터(T7)의 소스전극은 스토리지 커패시터(Cst)의 제2전극, 제8트랜지스터(T8)의 소스전극에 연결되고, 제7트랜지스터(T7)의 드레인전극은 제5트랜지스터(T5)의 드레인전극, 제6트랜지스터(T6)의 드레인전극에 연결된다.
스위칭트랜지스터인 제8트랜지스터(T8)는 게이트1신호(SCAN1)에 따라 스위칭 되는데, 제8트랜지스터(T8)의 게이트전극은 게이트1신호(SCAN1)에 연결되고, 제8트랜지스터(T8)의 소스전극은 스토리지 커패시터(Cst)의 제2전극, 제7트랜지스터(T7)의 소스전극에 연결되고, 제8트랜지스터(T8)의 드레인전극은 데이터신호(Vdata)에 연결된다.
스토리지 커패시터(Cst)는 데이터신호(Vdata), 문턱전압(Vth)을 저장하는데, 스토리지 커패시터(Cst)의 제1전극은 제1트랜지스터(T1)의 게이트전극, 제4트랜지스터(T4)의 드레인전극에 연결되고, 스토리지 커패시터(Cst)의 제2전극은 제7트랜지스터(T7)의 소스전극, 제8트랜지스터(T8)의 소스전극에 연결된다.
제1발광다이오드(D1)는, 제2 및 제5트랜지스터(T2, T5)와 저전위전압(VSS) 사이에 연결되고, 제1트랜지스터(T1)의 전류에 비례하는 휘도의 빛을 방출하는데, 제1발광다이오드(D1)의 양극은 제2트랜지스터(T2)의 드레인전극, 제5트랜지스터(T5)의 소스전극에 연결되고, 제1발광다이오드(D1)의 음극은 저전위전압(VSS)에 연결된다. 제1발광다이오드(D1)는 복합렌즈(도 3의 IL)의 모서리부가 라운드(round) 된 반원통형 렌즈(도 3의 CL)에 대응되도록 배치되고, 온 상태에서 좌우방향의 광시야 모드를 구현하고, 오프 상태에서 좌우방향의 협시야 모드를 구현할 수 있다.
제2발광다이오드(D2)는, 제3 및 제6트랜지스터(T3, T6)와 저전위전압(VSS) 사이에 연결되고, 제1트랜지스터(T1)의 전류에 비례하는 휘도의 빛을 방출하는데, 제2발광다이오드(D2)의 양극은 제3트랜지스터(T3)의 드레인전극, 제6트랜지스터(T6)의 소스전극에 연결되고, 제2발광다이오드(D2)의 음극은 저전위전압(VSS)에 연결된다. 제2발광다이오드(D2)는 복합렌즈(IL)의 반구형 렌즈(도 3의 SL)에 대응되도록 배치되고, 온 상태 및 오프 상태에서 좌우방향의 협시야 모드를 구현할 수 있다.
여기서, 제1 및 제2발광다이오드(D1, D2)는, 각각 제2 및 제3트랜지스터(T2, T3)에 연결되고, 각각 제2 및 제3발광신호(EM2, EM3)에 따라 빛을 방출하여 서로 독립적으로 구동될 수 있다.
이러한 부화소(SP)는 초기화구간, 센싱구간, 유지구간, 발광구간으로 구분되어 동작한다.
초기화구간 동안, 제7, 제8트랜지스터(T7, T8)가 턴-온(turn-on) 되고 제4, 제5, 제6트랜지스터(T4, T5, T6)가 턴-오프(turn-off) 되고, 스토리지 커패시터(Cst)의 제2전극이 기준신호(Vref)가 되어 제1트랜지스터(T1)의 게이트전극이 초기화 된다.
센싱구간 동안, 제4, 제5, 제6, 제8트랜지스터(T4, T5, T6, T8)가 턴-온 되고 제7트랜지스터(T7)가 턴-오프 되고, 스토리지 커패시터(Cst)의 제2전극이 데이터신호(Vdata)가 되고 스토리지 커패시터(Cst)의 제1전극이 데이터신호(Vdata)와 기준신호(Vref)의 차이와 문턱전압(Vth)의 합(Vdata-Vref+Vth)이 되어 스토리지 커패시터(Cst)에 문턱전압(Vth)이 저장된다.
유지구간인 동안, 제4, 제5, 제6, 제7, 제8트랜지스터(T4, T5, T6, T7, T8)가 턴-오프 되고, 스토리지 커패시터(Cst)의 제2전극이 데이터신호(Vdata)로 유지되고 스토리지 커패시터(Cst)의 제1전극이 데이터신호(Vdata)와 기준신호(Vref)의 차이와 문턱전압(Vth)의 합(Vdata-Vref+Vth)으로 유지된다.
발광구간인 동안, 제4, 제5, 제6, 제8트랜지스터(T4, T5, T6, T8)가 턴-오프 되고 제7트랜지스터(T7)가 턴-온 되고, 제1트랜지스터(T1)에는 게이트-소스전압(Vgs)에서 문턱전압(Vth)을 뺀 값((Vdata-Vref+Vth-VDD)-Vth = Vdata-Vref-VDD)의 제곱에 비례하는 전류가 흐르고, 제2 및 제3트랜지스터(T2, T3)의 온/오프 상태에 따라 제1 및 제2발광다이오드(D1, D2)가 제1트랜지스터(T1)에 흐르는 전류에 대응되는 휘도의 빛을 방출한다.
도 2의 실시예에서는 하나의 부화소가 8개의 트랜지스터, 1개의 스토리지 커패시터, 2개의 발광다이오드를 포함하는 것을 예로 들었으나, 다른 실시에에서는 하나의 부화소가 8개보다 작거나 8개보다 많은 트랜지스터를 포함할 수도 있다.
예를 들어, 다른 실시예에서는 하나의 부화소가 9개의 트랜지스터, 1개의 스토리지 커패시터, 2개의 발광다이오드를 포함하거나, 12개의 트랜지스터, 1개의 스토리지 커패시터, 2개의 발광다이오드를 포함할 수도 있다.
이러한 시야각 전환 표시장치(110)의 단면구성을 도면을 참조하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치를 도시한 단면도로서, 도 1 및 도 2를 함께 참조하여 설명한다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치(110)의 표시패널(150)은 다수의 부화소(SP)를 포함한다.
구체적으로, 기판(220) 상부에는 반도체층(222)이 배치되고, 반도체층(222) 상부 전면에는 게이트절연층(224)이 배치된다.
반도체층(222)은 실리콘과 같은 반도체 물질 또는 산화물 반도체 물질로 이루어지고, 게이트절연층(224)은 실리콘 옥사이드(SiO2) 또는 실리콘 나이트라이드(SiNx)와 같은 무기절연물질로 이루어질 수 있다. 반도체층(222)이 다결정 실리콘으로 이루어진 경우, 반도체층(222)은 중앙의 액티브영역과 양단의 소스-드레인영역을 포함할 수 있다.
반도체층(222)은 제1 내지 제8트랜지스터(T1 내지 T8)에 대응되는 영역에 대응될 수 있다.
반도체층(222)에 대응되는 게이트절연층(224) 상부에는 게이트전극(226)이 배치되고, 게이트전극(226) 상부 전면에는 제1층간절연층(230)이 배치된다.
게이트전극(226)은 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo)과 같은 금속물질로 이루어지고, 제1층간절연층(230)은 실리콘 옥사이드(SiO2) 또는 실리콘 나이트라이드(SiNx)와 같은 무기절연물질로 이루어질 수 있다.
반도체층(222)에 대응되는 제1층간절연층(230) 상부에는 소스전극(232) 및 드레인전극(234)이 배치되고, 소스전극(232) 및 드레인전극(234) 상부 전면에는 제2층간절연층(240)이 배치된다.
소스전극(232) 및 드레인전극(234)은 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo)과 같은 금속물질로 이루어지고, 제2층간절연층(240) 실리콘 옥사이드(SiO2) 또는 실리콘 나이트라이드(SiNx)와 같은 무기절연물질로 이루어질 수 있다.
소스전극(232) 및 드레인전극(234)은 제1층간절연층(230), 게이트절연층(224)의 콘택홀을 통하여 반도체층(222)의 양단에 연결될 수 있다.
반도체층(222), 게이트전극(226), 소스전극(232) 및 드레인전극(234)은 제1 내지 제8트랜지스터(T1 내지 T8)를 구성한다.
제2층간절연층(240) 상부에는 제1 및 제2양극(242, 244)이 배치되고, 제1 및 제2양극(242, 244) 상부에는 뱅크(246)가 배치된다.
제1 및 제2양극(242, 244)은 인듐 틴 옥사이드(ITO)와 같은 투명도전물질, 은 알루미늄 팔라듐 합금(APC)과 같은 금속물질의 삼중층으로 이루어지고, 뱅크(246)는 폴리이미드(PI)와 같은 유기절연물질로 이루어질 수 있다.
제1 및 제2양극(242, 244)은 각각 제2 및 제4트랜지스터(T2, T4)의 드레인전극(234)에 연결될 수 있다.
뱅크(246)는 제1 및 제2양극(242, 244)의 가장자리부를 덮고 제1 및 제2양극(242, 244)의 중앙부를 노출할 수 있다.
뱅크(246)를 통하여 노출되는 제1 및 제2양극(242, 244) 상부에는 발광층(250)이 배치되고, 발광층(250) 상부 전면에는 음극(252)이 배치된다.
발광층(250)은 적, 녹, 청 부화소(SPr, SPg, SPb)에서 각각 적, 녹, 청색 빛을 방출할 수 있고, 음극(252)에는 저전위전압(VSS)이 인가될 수 있다.
제1양극(242), 발광층(250), 음극(252)은 제1발광다이오드(D1)를 구성하고, 제2양극(244), 발광층(250), 음극(242)은 제2발광다이오드(D2)를 구성한다.
음극(252) 상부 전면에는 인캡층(254)이 배치되고, 인캡층(254) 상부 전면에는 제1터치절연층(260)이 배치된다.
인캡층(254)의 번갈아 배치되는 다수의 무기물질층과 다수의 유기물질층으로 이루어지고, 제1터치절연층(260)은 실리콘 옥사이드(SiO2) 또는 실리콘 나이트라이드(SiNx)와 같은 무기절연물질로 이루어질 수 있다.
제1터치절연층(260) 상부에는 제1터치전극(262)이 배치되고, 제1터치전극(262) 상부 전면에는 제2터치절연층(264)이 배치된다.
제1터치전극(262)은 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo)과 같은 금속물질로 이루어지고, 제2터치절연층(264)은 실리콘 옥사이드(SiO2) 또는 실리콘 나이트라이드(SiNx)와 같은 무기절연물질로 이루어질 수 있다.
제2터치절연층(264) 상부에는 제2터치전극(266)이 배치되고, 제2터치전극(266) 상부 전면에는 제1평탄화층(270)이 배치된다.
제2터치전극(266)은 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo)과 같은 금속물질로 이루어지고, 제1평탄화층(270)은 포토아크릴과 같은 유기절연물질로 이루어질 수 있다.
제1 및 제2양극(242, 244)에 대응되는 제1평탄화층(270) 상부에는 복합렌즈(IL)가 배치되고, 복합렌즈(IL) 상부 전면에는 제2평탄화층(274)이 배치된다.
복합렌즈(IL)는 모서리부가 라운드 된 반원통형 렌즈(CL), 반구형 렌즈(SL), 반원통형 렌즈(CL) 및 반구형 렌즈(SL) 사이에 배치되는 차광패턴(272)을 포함하는데, 반원통형 렌즈(CL) 및 반구형 렌즈(SL)는 각각 제1 및 제2발광다이오드(D1, D2)의 제1 및 제2양극(242, 244)을 덮도록 배치되고, 차광패턴(272)은 반원통형 렌즈(CL) 및 반구형 렌즈(SL) 사이의 계면에 배치될 수 있다.
제1 및 제2발광다이오드(D1, D2)의 제1 및 제2양극(242, 244)은 각각 통합렌즈(IL)의 반원통형 렌즈(CL) 및 반구형 렌즈(SL)에 대응되는 평면 형상을 가질 수 있다.
예를 들어, 제1양극(242)과 반원통형 렌즈(CL)는 일변이 요입된 직사각형의 평면 형상을 갖고, 제2양극(244)과 반구형 렌즈(SL)는 원형의 평면 형상을 가질 수 있다.
도시하지는 않았지만, 제2평탄화층(274) 상부에는 선형편광층과 위상차층을 포함하는 편광층이 배치될 수 있는데, 편광층은 표시패널(150)에 입사되는 외부광의 편광상태를 변환하여 다시 외부로 방출되는 것을 방지하는 역할을 한다.
이러한 시야각 전환 표시장치(110)의 표시패널(150)의 모드 별 동작을 도면을 참조하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 표시패널의 화소의 광시야 모드 및 협시야 모드의 동작을 도시한 도면으로, 도 1 내지 도 3을 함께 참조하여 설명한다.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치(110)의 표시패널(150)의 화소(P)의 적, 녹, 청 부화소(SPr, SPg, SPb)는 각각 제1 및 제2발광다이오드(D1, D2)와 복합렌즈(IL)를 포함하는데, 복합렌즈(IL)는 제1발광다이오드(D1)에 대응되는 모서리부가 라운드 된 반원통형 렌즈(CL)와 제2발광다이오드(D2)에 대응되는 반원통형 렌즈(SL)로 이루어진다.
여기서, 반원통형 렌즈(CL)는, 원형 곡면이 상하방향을 따라 배치되므로, 하부로부터 입사되는 빛을 상하방향의 중심부로는 집속하지만 좌우방향의 중심부로는 집속하지 않는다.
여기서, 상하방향은 정면에서 바라볼 때 시야각 전환 표시장치(110)의 상측 및 하측을 잇는 방향으로 정의되고, 좌우방향은 정면에서 바라볼 때 시야각 전환 표시장치(110)의 좌측 및 우측을 잇는 방향으로 정의되고, 상하방향 및 좌우방향은 서로 교차한다.
반구형 렌즈(SL)는, 원형 곡면이 상하좌우방향을 따라 배치되므로, 하부로부터 입사되는 빛을 상하좌우방향의 중심부로 집속한다.
표시패널(150)이 광시야 모드로 동작하는 경우, 적, 녹, 청 부화소(SPr, SPg, SPb) 각각의 제1발광다이오드(D1)는 온(ON) 상태가 되어 빛을 방출하고, 적, 녹, 청 부화소(SPr, SPg, SPb) 각각의 제2발광다이오드(D2)는 오프(OFF) 상태가 되어 빛을 방출하지 않는다.
이에 따라, 제1발광다이오드(D1)의 빛은 통합렌즈(IL)의 반원통형 렌즈(CL)를 통과하면서 상하방향으로는 집속되고 좌우방향으로는 집속되지 않고 확산되어 표시패널(150)로부터 방출되며, 그 결과 시야각 전환 표시장치(110)는 상하방향으로 협시야각을 갖고 좌우방향으로 광시야각을 갖는 영상을 표시한다.
표시패널(150)이 협시야 모드로 동작하는 경우, 적, 녹, 청 부화소(SPr, SPg, SPb) 각각의 제1발광다이오드(D1)는 오프 상태가 되어 빛을 방출하지 않고, 녹, 청 부화소(SPr, SPg, SPb) 각각의 제2발광다이오드(D2)는 온 상태가 되어 빛을 방출한다.
이에 따라, 제2발광다이오드(D2)의 빛은 통합렌즈(IL)의 반구형 렌즈(SL)를 통과하면서 상하좌우방향으로 집중되어 표시패널(150)로부터 방출되며, 그 결과 시야각 전환 표시장치(110)는 상하좌우방향으로 협시야각을 갖는 영상을 표시한다.
즉, 시야각 전환 표시장치(110)는, 광시야 모드에서 좌우방향으로 광시야각을 갖는 영상을 표시하고, 협시야 모드에서 좌우방향으로 협시야각을 갖는 영상을 표시할 수 있는데, 광시야 모드에서는 운전석과 조수석의 사용자가 모두 영상을 시청할 수 있고, 협시야 모드에서는 운전석과 조수석의 사용자 중 하나가 영상을 시청할 수 있다.
그리고, 시야각 전환 표시장치(110)는, 광시야 모드 및 협시야 모드에서 상하방향으로 협시야각을 갖는 영상을 표시함으로써, 영상이 차량 앞유리에 의하여 반사되어 운전 시야가 방해되는 것을 방지할 수 있다.
이러한 시야각 전환 표시장치(110)의 통합렌즈(IL)의 구성을 도면을 참조하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 통합렌즈를 도시한 평면도이고, 도 6은 도 5의 절단선 IV-IV에 따른 단면도로서, 도 1 내지 도 4를 함께 참조하여 설명한다.
도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치(110)의 표시패널(150)의 화소(P)의 적, 녹, 청 부화소(SPr, SPg, SPb) 각각에서, 제1평탄화층(270) 상부에는 통합렌즈(IL)가 배치되고, 통합렌즈(IL) 상부에는 제2평탄화층(274)이 배치되는데, 통합렌즈(IL)의 굴절률은 제2평탄화층(274)의 굴절률보다 큰 값일 수 있다.
통합렌즈(IL)는, 모서리부가 라운드 된 반원통형 렌즈(CL), 반구형 렌즈(SL), 반원통형 렌즈(CL) 및 반구형 렌즈(SL) 사이에 배치되는 차광패턴(272)을 포함한다.
모서리부가 라운드(곡면화) 된 반원통형 렌즈(CL)에서, 하부 평면은 제1평탄화층(270)에 접하고, 상하방향에 따른 단면은 반원형 형상이고, 좌우방향에 따른 단면은 모서리부가 라운드(곡선화) 된 직사각형 형상 또는 상변이 경사진 반타원형 형상이다.
이에 따라, 반원통형 렌즈(CL)의 반구형 렌즈(SL) 인접부의 상면으로 방출되는 빛은 상하방향으로는 집속되고 좌우방향으로는 집속되지 않고 확산되고, 반원통형 렌즈(CL)의 모서리부 또는 경사부의 상면으로 방출되는 빛은 상하방향으로는 집속되고 좌우방향으로는 정면 대신 경사면으로 집속되어 좌우방향으로의 빛의 확산이 증가할 수 있다.
반구형 렌즈(SL)에서, 하부 평면은 제1평탄화층(270)에 접하고, 상하좌우방향에 따른 단면은 반원형 형상이다.
차광패턴(272)은, 반원통형 렌즈(CL) 및 반구형 렌즈(SL) 사이의 계면에 배치되어 제1 및 제2발광다이오드(D1, D2)의 빛이 서로 간섭되는 것을 방지하는데, 제1발광다이오드(D1)로부터 방출된 빛이 반구형 렌즈(SL)로 입사되거나, 제2발광다이오드(D2)로부터 방출된 빛이 반원통형 렌즈(CL)로 입사되는 것을 방지함으로써, 좌우방향의 광시야 모드 및 협시야 모드 사이의 분명한 전환이 구현될 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 휘도를 도시한 표로서, 도 1 내지 도 6을 함께 참조하여 설명한다.
도 7에 도시한 바와 같이, 비교예의 시야각 전환 표시장치는 약 90%의 투과율을 갖는 인캡층, 약 45%의 투과율을 갖는 편광층, 약 70%의 투과율을 갖는 시야전환필름, 약 80%의 투과율을 갖는 광제어필름을 포함한다.
이에 따라, 발광다이오드의 약 100%의 발광면적으로부터 방출되는 빛은, 인캡층에 의하여 약 90%가 되고, 편광층에 의하여 약 40.5%가 되고, 시야전환필름에 의하여 약 70%가 되고, 광제어필름에 의하여 약 22.7%가 되어, 최종적으로 약 22.7%의 발광비율이 되어 약 672nit의 휘도를 갖는다.
본 발명의 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치(110)는 각각 약 327% 및 약 165%의 집광효율을 갖는 반구형 렌즈(SI) 및 반원통형 렌즈(CL)의 통합렌즈(IL), 약 90%의 투과율을 갖는 인캡층, 약 45%의 투과율을 갖는 편광층을 포함한다.
이에 따라, 각각 약 32.5% 및 약 67.5%의 제1 및 제2발광다이오드(D1, D2)의 발광면적으로부터 방출되는 빛은, 통합렌즈(IL)에 의하여 각각 약 106.3% 및 약 111.4%가 되고, 편광층에 의하여 각각 약 43.0% 및 약 45.1%가 되어, 최종적으로 각각 약 43.0% 및 약 45.1%의 발광비율이 되어 각각 약 1275.3nit 및 약 1336.3nit의 휘도를 갖는다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치(110)는 비교예의 시야각 전환 표시장치에 비하여 발광비율이 증가하고 휘도가 향상된다.
이상과 같이, 본 발명의 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치(110)에서는, 독립 구동되는 제1 및 제2발광다이오드(D1, D2)에 각각 대응되는 모서리부가 라운드 된 반원통형 렌즈(CL) 및 반구형 렌즈(SL)의 통합렌즈(IL)를 이용하여 빛을 집속 또는 확산 시킴으로써, 휘도를 증가시키고 제조비용을 절감한 상태에서 좌우방향의 광시야 모드 및 협시야 모드를 구현할 수 있다.
그리고, 모서리부가 라운드 된 반원통형 렌즈(CL) 및 반구형 렌즈(SL) 사이에 차광패턴(272)을 배치하여 하나의 통합렌즈(IL)로 형성함으로써, 개구율 및 휘도를 향상시키고 간섭을 최소화 할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
110: 시야각 전환 표시장치 120: 타이밍제어부
130: 데이터구동부 140: 게이트구동부
150: 표시패널 IL: 통합렌즈
CL: 반원통형 렌즈 SL: 반구형 렌즈

Claims (9)

  1. 적어도 하나의 부화소를 갖는 기판과;
    상기 기판 상부의 상기 적어도 하나의 부화소에 배치되는 다수의 트랜지스터와;
    상기 기판 상부의 상기 적어도 하나의 부화소에 배치되고, 상기 다수의 트랜지스터 중 2개에 각각 연결되는 제1 및 제2발광다이오드와;
    상기 제1 및 제2발광다이오드 상부에 배치되고, 상기 제1발광다이오드에 대응되는 반원통형 렌즈와 상기 제2발광다이오드에 대응되는 반구형 렌즈로 이루어지는 통합렌즈
    를 포함하는 시야각 전환 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 통합렌즈는, 상기 반원통형 렌즈 및 상기 반구형 렌즈 사이의 계면에 배치되는 차광패턴을 더 포함하는 시야각 전환 표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 반원통형 렌즈의 상하방향에 따른 단면은 반원형 형상이고,
    상기 반원통형 렌즈의 좌우방향에 따른 단면은 모서리부가 라운드 된 직사각형 형상 또는 상변이 경사진 반타원 형상인 시야각 전환 표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2발광다이오드의 제1 및 제2양극은 각각 상기 통합렌즈의 상기 반원통형 렌즈 및 상기 반구형 렌즈에 대응되는 평면 형상을 갖는 시야각 전환 표시장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1양극 및 상기 반원통형 렌즈는 일변이 요입된 직사각형의 평면 형상을 갖고,
    상기 제2양극 및 상기 반구형 렌즈는 원형의 평면 형상을 갖는 시야각 전환 표시장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2발광다이오드 상부에 배치되는 인캡층과;
    상기 인캡층 상부에 배치되는 제1 및 제2터치전극과;
    상기 제1 및 제2터치전극과 상기 통합렌즈 사이에 배치되는 제1평탄화층과;
    상기 통합렌즈 상부에 배치되는 제2평탄화층
    을 더 포함하는 시야각 전환 표시장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 통합렌즈의 굴절률은 상기 제2평탄화층의 굴절률보다 큰 시야각 전환 표시장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 트랜지스터는,
    고전위전압에 연결되는 제1트랜지스터와;
    제2발광신호에 따라 스위칭 되고, 상기 제1트랜지스터에 연결되는 제2트랜지스터와;
    제3발광신호에 따라 스위칭 되고, 상기 제1트랜지스터에 연결되는 제3트랜지스터와;
    게이트2신호에 따라 스위칭 되고, 상기 제1트랜지스터에 연결되는 제4트랜지스터와;
    상기 게이트2신호에 따라 스위칭 되고, 상기 제2트랜지스터에 연결되는 제5트랜지스터와;
    상기 게이트2신호에 따라 스위칭 되고, 상기 제3트랜지스터에 연결되는 제6트랜지스터와;
    제1발광신호에 따라 스위칭 되고, 기준신호에 연결되는 제7트랜지스터와;
    게이트1신호에 따라 스위칭 되고, 데이터신호에 연결되는 제8트랜지스터
    를 포함하는 시야각 전환 표시장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 부화소는 상기 제1, 제4 및 제8트랜지스터 사이에 연결되는 스토리지 커패시터를 더 포함하고,
    상기 제1발광다이오드는 상기 제2트랜지스터와 저전위전압 사이에 연결되고,
    상기 제2발광다이오드는 상기 제3트랜지스터와 상기 저전위전압 사이에 연결되는 시야각 전환 표시장치.
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