KR100719706B1 - 평판표시장치 및 유기 발광표시장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 투명 양면 발광패널과 상기 투명 양면 발광패널 하부에 광조절부를 형성함으로써, 평상시 투명한 상태를 유지하며 사용자가 원하는 시점 또는 설정된 시점에 따라 불투명한 상태가 되어 양면 또는 단일면으로 자유로운 화상 표현을 할 수 있는 평판표시장치 및 유기 발광표시장치에 관한 것이다.
본 발명의 평판표시장치는 투명 양면 발광 패널과,상기 투명 양면 발광 패널의 적어도 일 측면에 설치되어 빛의 투과를 조절하는 광조절부를 포함하며, 상기 광조절부는 인가되는 전압에 따른 액정층의 배열과 제1 편광부재 및 제2 편광부재에 의해 빛의 투과를 조절를 포함한다.
이에 따라, 평상시 투명한 상태를 유지하며 사용자가 원하는 시점 또는 설정된 시점에 따라 불투명한 상태가 되어 양면 또는 단일면으로 자유로운 화상 표현이 가능하다.
투명 박막트랜지스터, 양면발광, 편광판, 액정층
Description
도 1은 본 발명에 따른 유기 발광표시장치의 실시 예를 나타내는 단면도이다.
♣ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣
100 : 기판 101: 버퍼층
102 : 투명 반도체층 103 : 게이트 절연층
104 : 게이트 전극 105 : 층간 절연층
106 : 소스/드레인 전극 107 : 평탄화층
108 : 제3 전극 109 : 화소정의막
110 : 발광층 111 : 제4 전극
112 : 제1 편광판 113 : 제1 기판
114 : 제1 투명전극 115 : 액정층
116 : 제2 투명전극 117 : 제2 기판
118 : 제2 편광판 120 : 광조절부
130 : 유기 발광표시소자
본 발명은 평판표시장치 및 유기 발광표시장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 투명 양면 발광패널과 상기 투명 양면 발광패널 하부에 광조절부를 형성함으로써, 평상시 투명한 상태를 유지하며 사용자가 원하는 시점 또는 설정된 시점에 따라 불투명한 상태가 되어 양면 또는 단일면으로 자유로운 화상 표현이 가능한 평판표시장치 및 유기 발광표시장치에 관한 것이다.
최근에, 고도 정보화 사회의 도래에 수반되어, 퍼스널 컴퓨터, 카 네비게이션 시스템(Car Navigation System), 휴대 정보 단말기, 정보 통신 기기 혹은 이들 복합 제품의 수요가 증대하고 있다. 이들 제품은 시인성이 좋은 것, 넓은 시각 특성을 갖는 것, 고속 응답으로 동화상을 표시할 수 있는 것 등의 특성을 요구하는데, 유기 발광표시장치가 이에 적합하여 향후 차세대 디스플레이로 주목받고 있다.
일반적으로, 투명 평판표시의 일례로서, 양면 발광 유기 발광표시장치는 기판이 투명성이 있는 플라스틱 및 메탈포일과 같은 절연기판 등을 이용한다. 제1 전극과 제2 전극은 도전성 금속산화물, 예를 들면, ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide) 및 ITZO(indium tin zinc oxide) 등과 같은 투명전극으로 형성된다.
이러한 구조의 유기 발광소자는 제1 전극과 제2 전극으로부터의 전자와 정공이 발광층에서 재결합하여 여기자를 형성함으로써 빛을 발생시킨다. 이때, 발광층에는 전자와 정공의 주입특성을 향상시키기 위해 도시하지 않은 정공주입층, 정공 수송층, 전자수송층 및 전자주입층 중 적어도 하나의 층들이 더 포함될 수 있다.
그러나 전술한 구조의 양면 유기 발광표시장치는 투명성을 띠는 재질로 이루어짐으로써 양면 유기 발광표시장치는 항상 투명한 상태를 유지한다. 이에 따라, 사용자는 사용자가 원하는 시점에 따라 유기 발광표시장치를 투명 또는 반투명한 상태로 조절할 수 없다는 문제점을 갖는다.
따라서, 본 발명은 전술한 종래의 문제점들을 해소하기 위해 도출된 발명으로, 투명 양면 발광패널과 상기 투명 양면 발광패널 하부에 광조절부를 형성함으로써 평상시 투명한 상태를 유지하며 사용자가 원하는 시점 또는 설정된 시점에 따라 불투명한 상태가 되어 양면 또는 단일면으로 자유로운 화상 표현이 가능한 평판표시 장치 및 유기 발광표시장치를 제공함에 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명의 평판표시장치는 투명 양면 발광 패널과,상기 투명 양면 발광 패널의 적어도 일 측면에 설치되어 빛의 투과를 조절하는 광조절부를 포함하며, 상기 광조절부는 인가되는 전압에 따른 액정층의 배열과 제1 편광부재 및 제2 편광부재에 의해 빛의 투과를 조절를 포함한다.
바람직하게, 상기 광조절부는 상기 투명 양면 발광 패널의 일면에 접촉하는 제1 편광부재와, 상기 제1 편광부재에 접촉되는 제1 기판, 상기 제1 기판에 접촉되는 제1 투명전극과, 상기 제1 투명전극에 접촉되는 액정층과, 상기 액정층에 접촉되는 제2 투명전극과, 상기 제2 투명전극에 접촉되는 제2 기판과, 상기 제2 기판 하면에 접촉되는 제2 편광부재를 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 본 유기 발광표시장치는 투명 기판의 일 측면에 형성되어 양면 발광하는 투명 유기 발광소자를 포함하는 유기발광표시부와,상기 유기 발광표시부의 타 측면에 형성되어 상기 유기 발광표시부에 빛의 세기를 조절하도록 구성되는 광조절부를 포함하며, 상기 광조절부는 인가되는 전압에 따른 액정층의 배열과 제1 편광부재 및 제2 편광부재에 의해 빛의 투과를 조절한다.
바람직하게 상기 광조절부는, 유기 발광소자의 일면에 접촉하는 제1 편광부재와, 상기 제1 편광부재에 접촉되는 제1 기판과, 상기 제1 기판에 접촉되는 제1 투명전극과, 상기 제1 투명전극에 접촉되는 액정층과, 상기 액정층 하면에 접촉되는 제2 투명전극과, 상기 제2 투명전극에 접촉되는 제2 기판과, 상기 제2 기판에 접촉되는 제2 편광부재를 포함한다. 상기 광조절부의 상기 제1 투명전극과 상기 제2 투명전극에 전원을 인가해주는 제어부를 더 포함한다.
상기 유기 발광표시부는 상기 유기발광소자를 구동하는 적어도 하나의 투명 박막트랜지스터를 포함하며, 상기 투명 박막트랜지스터는 상기 투명 기판 상에 형성되는 투명 반도체층, 게이트 전극 및 소스/드레인 전극을 포함하여 이루어지며, 상기 투명 반도체층의 밴드갭은 3.0eV보다 큰 광대역 반도체 물질로 형성되며, 상기 광대역 반도체 물질은 ZnO, ZnSnO, GaSnO, GaN 또는 SiC로 구성된 것을 특징으로 한다.
이하에서는, 본 발명의 실시 예들을 도시한 도면을 참조하여, 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 유기 발광표시장치의 개략적인 단면도이다.
본 발명에 있어서, 설명을 간략히 하기 위해「투명」이라는 개념에는 「투명 또는 투광성을 갖는」이라는 개념이 포함되는 것으로 한다.
도 1을 참고하면, 투명 기판(100)의 일면에 형성되는 적어도 하나의 유기 발광소자와 투명 박막트랜지스터를 포함하는 유기발광표시부(130)와, 상기 유기 발광표시부(130)의 하면에 형성되어 상기 유기 발광표시부(130)부에 빛의 세기를 조절하도록 구성되는 광조절부(120)를 포함한다.
이하에서는, 상기 광조절부(120)을 보다 구체적으로 설명한다.
상기 광조절부(120)의 제1 기판(113)과 제2 기판(117)은 서로 대향 되게 배치되어 있고, 제1 기판(113)과 제2 기판(117)의 내부 면에는 각각 제1 투명전극(114)과 제2 투명전극(116)이 형성되어 있으며, 제1 투명전극(114)과 제2 투명전극(116)의 사이에 액정층(115)이 개재되어 있고, 제1 기판(113)과 제2 기판(117)의 바깥면에는 제1 편광판(112)과 제2 편광판(118)이 각각 위치하고 있다.
또한, 상기 광조절부(120)의 제1 투명전극(114)과 제2 투명전극(116)에 전압을 인가해주는 제어부(미도시)를 더 포함하며, 상기 제어부(미도시)는 수동으로 구동되거나 감광에 의하여 자동적으로 제어될 수 있다.
상기 액정층(115)은 상기 제어부(미도시)에서 인가되는 전압이 제1 투명전극(114)과 제2 투명전극(116) 상에 인가됨에 따라, 빛이 차단 또는 투과될 수 있다.
예컨대, 광조절부가 TN(Twisted Nematic)일 경우, 전압이 오프상태에서 상기 액정층(115)은 90˚ 트위스트(twist)가 되고, 전압이 온 상태에서 상기 액정층(115)은 기판에 대해 수직으로 배열되는 특성을 가지고 있다.
이에 따라, 전압이 오프 상태에서는 광원이 제1 편광판(112)을 거처 제1 편광축과 일치하는 제1 선편광만이 통과되고, 상기 제1 선편광은 90˚ 트위스트(twist)된 상기 액정층(115)를 거치면서, 제2 투과축과 일치하는 제2 선편광으로 편광상태가 바뀌고, 상기 제2 선편광은 제2 편광판(118)의 투과 축과 일치하여 그대로 기판을 통과하여 화이트 화면을 표현될 수 있다.
전압이 온 상태에서는, 광원이 제1 편광판(112)을 거처 제1 편광축과 일치하는 제1 선편광만이 통과하고, 상기 제1 선편광은 기판과 수직 되게 배열된 상기 액정층(115)을 그대로 통과되지만 상기 제1 선편광이 제2 편광판(118)에 의해 차단되어 블랙(black) 화면이 표현될 수 있다.
이와 같이 광조절부(120)의 제1 편광판(112)과 제2 편광판(118)은 액정셀이 통과하는 동안 편광축의 회전 정도에 따라 투과광의 세기가 조절됨에 따라 흑과 백사이의 계조(Gray)를 표시할 수 있게 되는 것이다.
이하에서는 상기 유기 발광표시부(130)를 보다 구체적으로 설명한다.
상기 유기 발광표시부(130)는 상기 광조절부(120) 상에 형성되며, 상기 유기 발광표시부(130)는 기판(100)과, 상기 기판(100) 상에 형성되는 버퍼층(101)과, 상기 버퍼층(101) 상에 소정패턴으로 형성되는 투명 반도체층(102)과, 상기 투명 반도체층(102) 상에 형성된 게이트 절연층(103)과, 상기 게이트 절연층(103) 상에 형성되며, 상기 투명 반도체층(102)과 대응되도록 패터닝되어 형성되는 게이트 전극(104)과, 상기 게이트 전극(104) 상에 형성된 층간 절연층(105)과, 상기 게이트 절연층(103)과 상기 층간 절연층(105)에 형성된 콘택 홀을 통해 상기 투명 반도체층 (102)과 전기적으로 연결된 소스/드레인 전극(106a,106b) 상에 형성되는 평탄화층(107)과, 상기 평탄화층(107)의 일 영역 상에 형성되며, 상기 소스 및 드레인 전극(106a,106b) 중 어느 하나와 연결되도록 형성된 제3 전극층(108)과, 상기 제3 전극층(108) 상에 형성되며, 상기 제3 전극층(108)을 적어도 부분적으로 노출되도록 개구부가 형성된 화소정의막(109)과, 상기 화소정의막(109)의 일 영역 및 상기 개구부 상에 형성된 발광층(110)과, 상기 발광층(110) 상부에 형성되는 제4 전극층(111)을 포함한다.
상기 투명기판(100)은 일례로 플라스틱, 실리콘 또는 합성수지와 같은 절연성을 띠는 재질로 이루어질 수 있으며, 플렉서블 가능한 박막 형태로 형성되는 것이 가장 바람직하다.
상기 버퍼층(101)은 상기 기판(100) 상에 형성되며, 질화막, 산화막 또는 투명 절연성 재료 등으로 형성되며, 이들에 제한되지는 않는다.
상기 투명 박막 트랜지스터의 투명 반도체층(102)은 상기 버퍼층(101) 상에 소정의 패턴으로 형성된다. 상기 투명 반도체층(102)은 밴드갭이 3.0eV 이상인 광대역 반도체(wide band gap) 물질의 ZnO, ZnSnO, GaSnO, GaN, SiC 중 선택된 적어도 하나의 도전성 금속 재료로 이루어질 수 있다.
상기 게이트 절연층(103)은 상기 투명 반도체층(102) 상에 형성되며, 상기 투명 반도체층(102)과 상기 게이트 전극(104)을 절연한다. 상기 게이트 절연층(103)은 산화막, 질화막 또는 투명 절연성 재료 등으로 형성되며, 이들에 제한되지는 않는다.
상기 투명 박막 트랜지스터의 게이트 전극(104)은 상기 게이트 절연층(103) 상에 형성되며, 상기 게이트 전극(104)은 상기 투명 반도체층(102)의 채널 영역(미도시)의 상부에 소정의 패턴으로 형성된다. 상기 게이트 전극(104)은 투명성을 띄는 ITO( indium tin oxide ), IZO (indium zinc oxide ), ITZO( indium zinc oxide ), ICO(Indium Cesium Oxide) 및 반투명 메탈 등으로 형성될 수 있으며, 이들에 제한되지는 않는다.
상기 층간 절연층(105)은 상기 게이트 전극(104) 상에 형성되며, 여기서, 상기 층간 절연층(105)의 절연물질은 상기 게이트 절연층(103)과 동일한 물질로 형성될 수 있다.
상기 투명 박막 트랜지스터의 소스/드레인 전극(106a,106b)은 상기 층간 절연층(105) 상에 형성되며, 상기 게이트 절연층(103)과 상기 층간 절연층(105)에 형성된 콘택트 홀을 통하여 상기 투명 반도체층(102)의 양측에 각각 전기적으로 연결되도록 형성된다. 여기서, 상기 소스/드레인 전극(106a,106b)은 전도성과 투명성이 양호한 금속, 예컨대 형성되며, ITO(indium tin oxide ), IZO (indium zinc oxide ), ITZO(indium zinc oxide ), ICO(Indium Cesium Oxide) 및 반투명 메탈 등으로 형성될 수 있으며, 이들에 제한되지는 않는다.
상기 평탄화층(107)은 상기 투명 박막트랜지스터 상에 형성되며, 질화막, 산화막 또는 투명 절연성 재료 등으로 형성되며, 이들에 제한되지는 않는다. 상기 평탄화층(107) 상에는 상기 평탄화층(107)의 일영역을 식각하여 형성된 비어홀을 형성한다.
상기 제3 전극층(108)은 상기 평탄화층(107) 상에 형성된 비아홀을 통해 상기 소스 및 드레인 전극(106a, 106b) 중 어느 하나와 전기적으로 연결된다. 상기 제3 전극층(108)은 전도성과 투명성이 양호한 금속, 예컨대 형성되며, ITO( indium tin oxide ), IZO (indium zinc oxide ), ITZO( indium zinc oxide ) 및 반투명 메탈 등으로 형성될 수 있으며, 이들에 제한되지는 않는다.
상기 화소정의막(109)은 상기 제3 전극층(108) 상에 형성되며, 상기 제3 전극층(108)을 적어도 부분적으로 노출시키는 개구부를 형성한다.
상기 발광층(110)은 상기 화소정의막(109)의 일 영역 및 상기 개구부 상에 형성되며, 상기 발광층(110)은 정공 주입층, 정공수송층, 전자수송층 및 전자 주입층 중 일부를 더 포함할 수 있다. 이러한 상기 발광층(110)은 상기 제1 전극(108)과 상기 제4 전극층(111)으로 부터 주입된 정공 및 전자가 결합하면서 빛을 발생한다.
상기 제4 전극층(111)은 상기 발광층(110)과 상기 화소정의막(190) 상에 형성된다. 여기서, 상기 제4 전극층(110)은 상기 제3 전극층(108)과 동일한 금속으로 형성될 수 있다.
전술한 실시 예에서는 유기 발광소자(AMOLED)를 이용한 발광 패널에 연결되는 광조절부를 설명하였으나, LCD(Liquid Crystal Display), FED(Field Emission Display), PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electro Luminescent Display) 및 VFD(Vacuum Fluorescent Display)에도 응용되어 적응될 수 있음을 당업자는 양지할 것이다.
본 발명의 기술 사상은 상기 실시 예에 따라 기술되었으나, 상기한 실시 예는 설명을 위한 것이며, 사상의 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 당업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
이상과 같이, 본 발명에 의하면, 투명 양면 발광패널과 상기 투명 양면 발광패널 하부에 광조절부를 형성함으로써, 평상시 투명한 상태를 유지하며 사용자가 원하는 시점 또는 설정된 시점에 따라 불투명한 상태가 되어 양면 또는 단일면으로 자유로운 화상 표현이 가능하고 화상조도를 향상시킬 수 있다.
Claims (15)
- 투명 양면 발광 패널과,상기 투명 양면 발광 패널의 적어도 일 측면에 설치되어 빛의 투과를 조절하는 광조절부를 포함하며,상기 광조절부는 인가되는 전압에 따른 액정층의 배열과 제1 편광부재 및 제2 편광부재에 의해 빛의 투과를 조절하는 것을 특징으로 하는 평판표시장치.
- 제1 항에 있어서,상기 광조절부는상기 투명 양면 발광 패널의 일면에 접촉하는 제1 편광부재와,상기 제1 편광부재에 접촉되는 제1 기판,상기 제1 기판에 접촉되는 제1 투명전극과,상기 제1 투명전극에 접촉되는 액정층과,상기 액정층에 접촉되는 제2 투명전극과,상기 제2 투명전극에 접촉되는 제2 기판과,상기 제2 기판 하면에 접촉되는 제2 편광부재를 포함하는 평판표시장치.
- 제2 항에 있어서, 상기 광조절부의 상기 제1 투명전극과 상기 제2 투명전극에 전원을 인가해주는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 평판표시장치.
- 투명 기판의 일 측면에 형성되어 양면 발광하는 투명 유기 발광소자를 포함하는 유기발광표시부와,상기 유기 발광표시부의 타 측면에 형성되어 상기 유기 발광표시부에 빛의 세기를 조절하도록 구성되는 광조절부를 포함하며,상기 광조절부는 인가되는 전압에 따른 액정층의 배열과 제1 편광부재 및 제2 편광부재에 의해 빛의 투과를 조절하는 것을 특징으로 하는 유기 발광표시장치.
- 제4 항에 있어서,상기 광조절부는,상기 유기 발광소자의 일면에 접촉하는 제1 편광부재와,상기 제1 편광부재에 접촉되는 제1 기판과,상기 제1 기판에 접촉되는 제1 투명전극과,상기 제1 투명전극에 접촉되는 액정층과,상기 액정층에 접촉되는 제2 투명전극과,상기 제2 투명전극에 접촉되는 제2 기판과,상기 제2 기판에 접촉되는 제2 편광부재를 포함하는 유기 발광표시장치.
- 제5 항에 있어서, 상기 광조절부의 상기 제1 투명전극과 상기 제2 투명전극에 전원을 인가해주는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광표시장치.
- 제6 항에 있어서,상기 제어부는 수동으로 구동되는 것을 특징으로 하는 유기 발광표시장치.
- 제6 항에 있어서,상기 제어부는 외부 빛의 강도에 따라 자동으로 제어되는 것을 특징으로 하는 유기 발광표시장치.
- 제4 항에 있어서, 상기 유기 발광표시부는 상기 유기발광소자를 구동하는 적어도 하나의 투명 박막트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광표시장치.
- 제9 항에 있어서,상기 투명 박막트랜지스터는 상기 투명 기판 상에 형성되는 투명 반도체층, 게이트 전극 및 소스/드레인 전극을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기 발광표시장치.
- 제10 항에 있어서,상기 투명 반도체층의 밴드갭은 3.0eV보다 큰 광대역 반도체 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 발광표시장치.
- 제11 항에 있어서,상기 광대역 반도체 물질은 ZnO, ZnSnO, GaSnO, GaN 또는 SiC로 구성된 것을 특징으로 하는 유기 발광표시장치.
- 제10 항에 있어서, 상기 게이트 전극과 상기 소스/드레인 전극은 투명전극인 것을 특징으로 하는 유기 발광표시장치.
- 제10 항에 있어서,상기 게이트 전극과 상기 소스/드레인 전극은 전도성과 투명성이 동시에 부여된 물질인 것을 특징으로 하는 유기 발광표시장치.
- 제14항에 있어서,상기 전도성과 투명성이 부여된 물질은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide) 및 반투명 금속으로 구성되는 군에서 선택된 적어도 하나의 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 발광표시장치.
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