KR20230102364A - 시야각 전환 표시장치 - Google Patents

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김창수
신상학
이철환
김성영
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Abstract

본 발명의 시야각 전환 표시장치는, 각각이 제1 발광부와 제2 발광부를 갖는 제1, 제2, 제3 부화소를 포함하는 표시패널과; 상기 표시패널 상부에 배치되고, 상기 제1 발광부에 대응하는 제1 렌즈와 상기 제2 발광부에 대응하는 제2 렌즈를 포함하는 렌즈층을 포함하고, 상기 제1 및 제3 부화소는 제1 방향으로 배치되고, 상기 제2 부화소는 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 상기 제1 및 제3 부화소에 인접하게 배치된다
이에 따라, 선택적으로 광시야 모드와 협시야 모드를 구현할 수 있다.

Description

시야각 전환 표시장치{Viewing Angle Switchable Display Device}
본 발명은 표시장치에 관한 것으로, 특히, 시야각 전환 표시장치에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 표시장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 액정표시장치(liquid crystal display device: LCD)와 유기발광다이오드 표시장치(organic light emitting diode display device: OLED) 같은 평판표시장치(flat panel display device: FPD)가 개발되어 다양한 분야에 적용되고 있다.
평판표시장치 중에서, 유기 전계발광 표시장치(organic electroluminescent display device)라고도 불리는 유기발광다이오드 표시장치(organic light emitting diode display device: OLED display device)는, 전자 주입 전극인 음극과 정공 주입 전극인 양극 사이에 형성된 발광층에 전하를 주입하여 전자와 정공의 결합에 의해 여기자가 형성된 후 소멸하면서 빛을 내는 소자이다. 이러한 유기발광다이오드 표시장치는 플라스틱과 같은 유연한 기판(flexible substrate) 위에도 형성할 수 있을 뿐 아니라, 자체 발광형이기 때문에 콘트라스트 비(contrast ratio)가 크며, 응답시간이 수 마이크로초(㎲) 정도이므로 동화상 구현이 쉽고, 시야각의 제한이 없으며 저온에서도 안정적이고, 직류 5V 내지 15V의 비교적 낮은 전압으로 구동이 가능하므로 구동회로의 제작 및 설계가 용이하다.
앞서 언급한 바와 같이, 유기발광다이오드 표시장치는 시야각의 제한이 없으나, 최근 사생활의 보호 및 정보의 보호 등을 이유로 시야각의 제한이 요구되고 있다.
또한, 차량용 주행 정보를 제공하기 위한 디스플레이로 유기발광다이오드 표시장치를 이용할 경우, 유기발광다이오드 표시장치에 의해 표시되는 영상이 자동차의 유리창에 반사되어 운전자를 시야를 방해하는 문제가 있다. 이러한 차량에서의 영상의 반사는 야간 주행 시 특히 심하여 안전 운행을 방해하게 된다. 따라서, 차량에 적용되는 유기발광다이오드 표시장치는 시야각의 제한이 필요하다.
그런데, 이러한 시야각의 제한은 운전 여부 및 운전석과 조수석의 탑승자의 시청 여부에 따라 달라지므로, 선택적인 시야각의 전환이 필요하다.
본 발명은, 상기한 문제점을 해결하기 위하여 제시된 것으로, 선택적으로 시야각을 제한할 수 있는 시야각 전환 표시장치를 향상시키고자 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 시야각 전환 표시장치는, 각각이 제1 발광부와 제2 발광부를 갖는 제1, 제2, 제3 부화소를 포함하는 표시패널과; 상기 표시패널 상부에 배치되고, 상기 제1 발광부에 대응하는 제1 렌즈와 상기 제2 발광부에 대응하는 제2 렌즈를 포함하는 렌즈층을 포함하고, 상기 제1 및 제3 부화소는 제1 방향으로 배치되고, 상기 제2 부화소는 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 상기 제1 및 제3 부화소에 인접하게 배치된다.
다수의 제1 렌즈가 하나의 제1 발광부에 대응하고, 하나의 제2 렌즈가 다수의 제2 발광부에 대응한다.
상기 제1 부화소의 제2 발광부와 상기 제3 부화소의 제2 발광부 사이에 상기 제1 및 제3 부화소의 제1 발광부가 위치한다.
상기 제2 부화소의 제1 발광부는 상기 제1 및 제3 부화소의 제1 발광부와 상기 제2 방향으로 인접하게 배치되고, 상기 제2 부화소의 제2 발광부는 상기 제1 부화소의 제2 발광부와 상기 제2 방향으로 인접하게 배치된다.
상기 하나의 제2 렌즈는 상기 제1 부화소의 제2 발광부 및 상기 제2 부화소의 제2 발광부에 대응하고, 다른 하나의 제2 렌즈는 상기 제2 방향으로 인접한 상기 제3 부화소의 제2 발광부에 대응한다.
상기 제1 렌즈는 반구형 렌즈이고, 상기 제2 렌즈는 반원통형 렌즈이다.
상기 제2 부화소의 면적은 상기 제1 부화소의 면적보다 크고 상기 제3 부화소의 면적보다 작다.
상기 제2 부화소의 상기 제1 렌즈의 개수는 상기 제1 부화소의 상기 제1 렌즈의 개수보다 많고, 상기 제3 부화소의 상기 제1 렌즈의 개수보다 적다.
상기 제1, 제2, 제3 부화소의 각각은, 고전위전압에 연결되는 구동 트랜지스터와; 제1 게이트신호에 따라 스위칭 되며, 데이터신호에 연결되는 제1 트랜지스터와; 제2 게이트신호에 따라 스위칭 되며, 상기 구동 트랜지스터에 연결되는 제2 트랜지스터와; 제1 발광신호에 따라 스위칭 되며, 기준신호에 연결되는 제3 트랜지스터와; 제2 발광신호에 따라 스위칭 되며, 상기 구동 트랜지스터에 연결되는 제4 트랜지스터와; 상기 제2 게이트신호에 따라 스위칭 되며, 상기 기준신호 및 상기 제4 트랜지스터에 연결되는 제5 트랜지스터와; 제3 발광신호에 따라 스위칭 되며, 상기 구동 트랜지스터에 연결되는 제6 트랜지스터와; 상기 제2 게이트신호에 따라 스위칭 되며, 상기 기준신호 및 상기 제6 트랜지스터에 연결되는 제7 트랜지스터와; 상기 구동 트랜지스터 및 제2 트랜지스터에 연결되는 제1 전극과 상기 제1, 제3 트랜지스터에 연결되는 제2 전극을 가지는 스토리지 커패시터와; 상기 제4, 제5 트랜지스터와 저전위전압 사이에 연결되며, 상기 제1 발광부에 구비되는 제1 발광다이오드와; 상기 제6, 제7 트랜지스터와 상기 저전위전압 사이에 연결되며, 상기 제2 발광부에 구비되는 제2 발광다이오드를 포함한다.
상기 제1, 제2, 제3 부화소의 각각에서, 상기 제1 발광다이오드의 제1 애노드 전극은 제1 컨택부를 통해 상기 제4, 제5 트랜지스터에 연결되고, 상기 제2 발광다이오드의 제2 애노드 전극은 제2 컨택부를 통해 제6, 제7 트랜지스터에 연결되며, 상기 제3 부화소의 상기 제1 애노드 전극과 상기 제2 애노드 전극 사이에 상기 제3 부화소의 상기 제1 컨택부 및 상기 제2 컨택부가 위치한다.
상기 제1, 제2, 제3 부화소의 각각은, 고전위전압에 연결되는 구동 트랜지스터와; 제1 게이트신호에 따라 스위칭 되며, 데이터신호에 연결되는 제1 트랜지스터와; 제2 게이트신호에 따라 스위칭 되며, 상기 구동 트랜지스터에 연결되는 제2 트랜지스터와; 제1 발광신호에 따라 스위칭 되며, 기준신호에 연결되는 제3 트랜지스터와; 상기 제1 발광신호에 따라 스위칭 되며, 상기 구동 트랜지스터에 연결되는 제4 트랜지스터와; 상기 제2 게이트신호에 따라 스위칭 되며, 상기 기준신호에 연결되는 제5 트랜지스터와; 제2 발광신호에 따라 스위칭 되며, 상기 구동 트랜지스터 및 상기 제5 트랜지스터에 연결되는 제6 트랜지스터와; 상기 구동 트랜지스터 및 제2 트랜지스터에 연결되는 제1 전극과 상기 제1, 제3 트랜지스터에 연결되는 제2 전극을 가지는 스토리지 커패시터와; 상기 제4 트랜지스터와 저전위전압 사이에 연결되며, 상기 제1 발광부에 구비되는 제1 발광다이오드와; 상기 제5, 제6 트랜지스터와 상기 저전위전압 사이에 연결되며, 상기 제2 발광부에 구비되는 제2 발광다이오드를 포함한다.
상기 제1, 제2, 제3 부화소의 각각은, 제2 게이트신호에 따라 스위칭 되며, 데이터신호에 연결되는 제1 트랜지스터와; 제1 발광신호에 따라 스위칭 되며, 고전위전압에 연결되는 제2 트랜지스터와; 상기 제1, 제2 트랜지스터에 연결되는 구동 트랜지스터와; 상기 제2 게이트신호에 따라 스위칭 되며, 상기 구동 트랜지스터에 연결되는 제3 트랜지스터와; 제1 발광신호에 따라 스위칭 되며, 상기 구동 트랜지스터에 연결되는 제4 트랜지스터와; 제1 게이트신호에 따라 스위칭 되며, 초기화신호에 연결되는 제5 트랜지스터와; 제2 발광신호에 따라 스위칭 되며, 상기 제4 트랜지스터에 연결되는 제6 트랜지스터와; 상기 제2 게이트신호에 따라 스위칭 되며, 상기 초기화신호 및 상기 제6 트랜지스터에 연결되는 제7 트랜지스터와; 제3 발광신호에 따라 스위칭 되며, 상기 제4 트랜지스터에 연결되는 제8 트랜지스터와; 상기 구동 트랜지스터 및 상기 제3, 제5 트랜지스터에 연결되는 제1 전극과 상기 고전위전압과 상기 제2 트랜지스터에 연결되는 제2 전극을 가지는 스토리지 커패시터와; 상기 제6, 제7 트랜지스터와 저전위전압 사이에 연결되며, 상기 제1 발광부에 구비되는 제1 발광다이오드와; 상기 제8 트랜지스터와 상기 저전위전압 사이에 연결되며, 상기 제2 발광부에 구비되는 제2 발광다이오드를 포함한다.
상기 제1, 제2, 제3 부화소의 각각은, 제2 게이트신호에 따라 스위칭 되며, 데이터신호에 연결되는 제1 트랜지스터와; 제1 발광신호에 따라 스위칭 되며, 고전위전압에 연결되는 제2 트랜지스터와; 상기 제1, 제2 트랜지스터에 연결되는 구동 트랜지스터와; 상기 제2 게이트신호에 따라 스위칭 되며, 상기 구동 트랜지스터에 연결되는 제3 트랜지스터와; 제1 발광신호에 따라 스위칭 되며, 상기 구동 트랜지스터에 연결되는 제4 트랜지스터와; 제1 게이트신호에 따라 스위칭 되며, 초기화신호에 연결되는 제5 트랜지스터와; 제2 발광신호에 따라 스위칭 되며, 상기 제4 트랜지스터에 연결되는 제6 트랜지스터와; 상기 제2 게이트신호에 따라 스위칭 되며, 상기 초기화신호 및 상기 제6 트랜지스터에 연결되는 제7 트랜지스터와; 상기 구동 트랜지스터 및 상기 제3, 제5 트랜지스터에 연결되는 제1 전극과 상기 고전위전압과 상기 제2 트랜지스터에 연결되는 제2 전극을 가지는 스토리지 커패시터와; 상기 제4 트랜지스터와 저전위전압 사이에 연결되며, 상기 제1 발광부에 구비되는 제1 발광다이오드와; 상기 제6, 제7 트랜지스터와 상기 저전위전압 사이에 연결되며, 상기 제2 발광부에 구비되는 제2 발광다이오드를 포함한다.
상기 제1, 제2, 제3 부화소의 각각은, 제2 게이트신호에 따라 스위칭 되며, 데이터신호에 연결되는 제1 트랜지스터와; 제1 발광신호에 따라 스위칭 되며, 고전위전압에 연결되는 제2 트랜지스터와; 상기 제1, 제2 트랜지스터에 연결되는 구동 트랜지스터와; 상기 제2 게이트신호에 따라 스위칭 되며, 상기 구동 트랜지스터에 연결되는 제3 트랜지스터와; 제1 발광신호에 따라 스위칭 되며, 상기 구동 트랜지스터에 연결되는 제4 트랜지스터와; 제1 게이트신호에 따라 스위칭 되며, 초기화신호에 연결되는 제5 트랜지스터와; 제2 발광신호에 따라 스위칭 되며, 상기 제4 트랜지스터에 연결되는 제6 트랜지스터와; 상기 제2 게이트신호에 따라 스위칭 되며, 상기 초기화신호 및 상기 제6 트랜지스터에 연결되는 제7 트랜지스터와; 상기 제1 발광신호에 따라 스위칭 되며, 상기 고전위전압에 연결되는 제8 트랜지스터와; 상기 제2 게이트신호에 따라 스위칭 되며, 기준신호에 연결되는 제9 트랜지스터와; 상기 제1 게이트신호에 따라 스위칭 되며, 상기 기준신호에 연결되는 제10 트랜지스터와; 제3 발광신호에 따라 스위칭 되며, 상기 제4 트랜지스터에 연결되는 제11 트랜지스터와; 상기 구동 트랜지스터 및 상기 제3, 제5 트랜지스터에 연결되는 제1 전극과 상기 제8, 제9, 제10 트랜지스터에 연결되는 제2 전극을 가지는 스토리지 커패시터와; 상기 제6, 제7 트랜지스터와 저전위전압 사이에 연결되며, 상기 제1 발광부에 구비되는 제1 발광다이오드와; 상기 제11 트랜지스터와 상기 저전위전압 사이에 연결되며, 상기 제2 발광부에 구비되는 제2 발광다이오드를 포함한다.
상기 제1, 제2, 제3 부화소의 각각은, 제2 게이트신호에 따라 스위칭 되며, 데이터신호에 연결되는 제1 트랜지스터와; 제1 발광신호에 따라 스위칭 되며, 고전위전압에 연결되는 제2 트랜지스터와; 상기 제1, 제2 트랜지스터에 연결되는 구동 트랜지스터와; 상기 제2 게이트신호에 따라 스위칭 되며, 상기 구동 트랜지스터에 연결되는 제3 트랜지스터와; 제1 발광신호에 따라 스위칭 되며, 상기 구동 트랜지스터에 연결되는 제4 트랜지스터와; 제1 게이트신호에 따라 스위칭 되며, 초기화신호에 연결되는 제5 트랜지스터와; 제2 발광신호에 따라 스위칭 되며, 상기 제4 트랜지스터에 연결되는 제6 트랜지스터와; 상기 제2 게이트신호에 따라 스위칭 되며, 상기 초기화신호 및 상기 제6 트랜지스터에 연결되는 제7 트랜지스터와; 상기 제1 발광신호에 따라 스위칭 되며, 상기 고전위전압에 연결되는 제8 트랜지스터와; 상기 제2 게이트신호에 따라 스위칭 되며, 기준신호에 연결되는 제9 트랜지스터와; 상기 제1 게이트신호에 따라 스위칭 되며, 상기 기준신호에 연결되는 제10 트랜지스터와; 상기 구동 트랜지스터 및 상기 제3, 제5 트랜지스터에 연결되는 제1 전극과 상기 제8, 제9, 제10 트랜지스터에 연결되는 제2 전극을 가지는 스토리지 커패시터와; 상기 제4 트랜지스터와 저전위전압 사이에 연결되며, 상기 제1 발광부에 구비되는 제1 발광다이오드와; 상기 제6, 제7 트랜지스터와 상기 저전위전압 사이에 연결되며, 상기 제2 발광부에 구비되는 제2 발광다이오드를 포함한다.
본 발명의 시야각 전환 표시장치는, 상기 표시패널과 상기 렌즈층 사이에 차광패턴을 더 포함하며, 상기 차광패턴은 상기 제1 발광부 사이와 상기 제2 발광부 사이, 그리고 상기 제1 및 제2 발광부 사이에 대응된다.
상기 차광패턴은 교차하는 다수의 송신전극과 다수의 수신전극을 포함하는 터치전극이다.
본 발명의 시야각 전환 표시장치는, 상기 렌즈층 상부에 배치되고 선형편광층과 위상차층을 포함하는 편광층을 더 포함한다.
본 발명에서는, 각 부화소에 제1 및 제2 발광다이오드를 구비하며, 제1 및 제2 발광다이오드에 대응하여 각각 반구형의 제1 렌즈 및 반원통형의 제2 렌즈를 배치하여 선택적으로 좌우 방향의 시야각을 제한할 수 있다.
또한, 제1 및 제2 렌즈의 집광 효율에 의해 소비전력을 낮출 수 있으며 발광다이오드의 수명을 향상시킬 수 있다.
또한, 내부 보상회로 분할 구동을 통해 제1 및 제2 발광다이오드를 선택적으로 구동함으로써 광시야 모드와 협시야 모드를 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 표시패널의 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 화소를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 한 화소에 대한 애노드 전극을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 한 화소에 대한 렌즈 배치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6a는 본 발명의 실시예에 따른 제1 렌즈를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 제2 렌즈를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7a는 본 발명의 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 제1 렌즈의 시야각에 대한 광 프로파일을 도시한 도면이고, 도 7b는 본 발명의 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 제2 렌즈의 시야각에 대한 광 프로파일을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 광시야 모드 및 협시야 모드의 동작을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 9a는 본 발명의 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 제1 발광부의 시야각에 대한 상대 휘도를 나타내는 그래프이고, 도 9b는 본 발명의 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 제2 발광부의 시야각에 대한 상대 휘도를 나타내는 그래프이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 차광패턴 구조를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 11은 본 발명의 제1 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 부화소를 도시한 회로도이다.
도 12는 본 발명의 제1 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 부화소를 도시한 평면도이다.
도 13은 본 발명의 제1 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 부화소에 사용되는 다수의 신호를 도시한 파형도이다.
도 14는 본 발명의 제1 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 화소 배치 구조의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 15는 본 발명의 제1 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 화소 배치 구조의 다른 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 16은 본 발명의 제2 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 부화소를 도시한 회로도이다.
도 17은 본 발명의 제2 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 부화소에 사용되는 다수의 신호를 도시한 파형도이다.
도 18은 본 발명의 제3 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 부화소를 도시한 회로도이다.
도 19는 본 발명의 제3 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 부화소에 사용되는 다수의 신호를 도시한 파형도이다.
도 20은 본 발명의 제4 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 부화소를 도시한 회로도이다.
도 21은 본 발명의 제4 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 부화소에 사용되는 다수의 신호를 도시한 파형도이다.
도 22는 본 발명의 제5 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 부화소를 도시한 회로도이다.
도 23은 본 발명의 제5 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 부화소에 사용되는 다수의 신호를 도시한 파형도이다.
도 24는 본 발명의 제6 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 부화소를 도시한 회로도이다.
도 25는 본 발명의 제6 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 부화소에 사용되는 다수의 신호를 도시한 파형도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치는 표시패널(100), 차광패턴(210), 광학 갭층(220), 렌즈층(230), 평탄화막(240), 그리고 편광층(250)을 포함한다.
표시패널(100)은 기판(110)과 제1 및 제2 발광다이오드(De1, De2), 그리고 인캡슐레이션층(190)을 포함한다.
기판(110) 상에는 제1, 제2, 제3 부화소(SP1, SP2, SP3)가 정의된다. 제1, 제2, 제3 부화소(SP1, SP2, SP3)의 각각은 제1 발광부(EA1)와 제2 발광부(EA2)를 가진다.
제1 발광부(EA1)에는 제1 발광다이오드(De1)가 구비되고, 제2 발광부(EA2)에는 제2 발광다이오드(De2)가 구비된다.
제1, 제2, 제3 부화소(SP1, SP2, SP3)는 각각 적, 녹, 청색 부화소일 수 있다. 따라서, 제1 부화소(SP1)의 제1 및 제2 발광다이오드(De1, De2)는 적색 광을 방출하고, 제2 부화소(SP2)의 제1 및 제2 발광다이오드(De1, De2)는 녹색 광을 방출하며, 제3 부화소(SP3)의 제1 및 제2 발광다이오드(De1, De2)는 청색 광을 방출할 수 있다.
다음, 제1 및 제2 발광다이오드(De1, De2) 상부에는 평탄한 상면을 가지는 인캡슐레이션층(190)이 구비되어 제1 및 제2 발광다이오드(De1, De2)를 수분 및 산소로부터 보호한다.
이러한 표시패널(100)의 구체적 구성에 대해 추후 상세히 설명한다.
표시패널(100) 상부, 구체적으로, 인캡슐레이션층(190) 상부에는 차광패턴(210)이 구비된다. 차광패턴(210)은 인접한 제1, 제2, 제3 부화소(SP1, SP2, SP3) 사이와 제1 및 제2 발광부(EA1, EA2) 사이에 대응하여 형성된다.
이러한 차광패턴(210)은 블랙매트릭스일 수 있으며, 블랙 수지나 산화 크롬 등으로 이루어질 수 있다. 이와 달리, 차광패턴(210)은 터치전극일 수 있으며, 금속으로 이루어질 수 있다. 이때, 터치전극은 교차하는 다수의 송신전극과 다수의 수신전극을 포함하며, 다수의 송신전극과 다수의 수신전극 사이의 커패시턴스의 변동량으로부터 터치를 감지할 수 있다.
차광패턴(210) 상부에는 광학 갭층(optical gap layer)(220)이 구비된다. 광학 갭층(220)은 제1 및 제2 발광다이오드(De1, De2)와 렌즈층(230)의 렌즈들(232, 234) 사이의 광학 갭을 확보하여 제1 및 제2 발광다이오드(De1, De2)로부터의 빛이 렌즈들(232, 234)에 의해 특정 방향으로 굴절되도록 함으로써 렌즈들(232, 234)의 효율을 향상시킨다. 이러한 광학 갭층(220)은 수 내지 수 십 ㎛의 두께를 가질 수 있으며, 유기절연물질로 이루어질 수 있다.
일례로, 광학 갭층(220)은 포토 아크릴(photo acryl)이나 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene: BCB), 폴리이미드(polyimide: PI), 또는 폴리아미드(polyamide: PA)로 이루어질 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
광학 갭층(220) 상부에는 렌즈층(230)이 구비된다. 렌즈층(230)은 제1 렌즈(232)와 제2 렌즈(234)를 포함한다. 제1 렌즈(232)는 제1 발광부(EA1), 즉, 제1 발광다이오드(De1)에 대응하고, 제2 렌즈(234)는 제2 발광부(EA2), 즉, 제2 발광다이오드(De2)에 대응한다. 이러한 제1 및 제2 렌즈(232, 234)의 각각은 차광패턴(210)과 중첩한다.
제1 렌즈(232)는 반구형 렌즈이고, 제2 렌즈(234)는 반원통형 렌즈이다.
이에 따라, 각 부화소(SP1, SP2, SP3)의 제1 발광다이오드(De1)로부터 방출된 제1 광(L1)은 제1 렌즈(232)에 의해 특정 각도로 출력되고, 제2 발광다이오드(De2)로부터 방출된 제2 광(L2)은 제2 렌즈(234)에 의해 특정 각도로 출력되며, 이에 따라 시야각을 제한할 수 있다.
렌즈층(230) 상부에는 평탄화막(240)이 구비되어 제1 및 제2 렌즈(232, 234)를 보호한다. 평탄화막(240)은 유기절연물질로 이루어지며, 평탄한 상면을 가진다. 이러한 평탄화막(240)의 굴절률은 제1 및 제2 렌즈(232, 234)의 굴절률보다 작다.
일례로, 평탄화막(240)은 포토 아크릴(photo acryl)이나 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene: BCB), 폴리이미드(polyimide: PI), 또는 폴리아미드(polyamide: PA)로 이루어질 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
평탄화막(240) 상부에는 편광층(250)이 구비된다. 편광층(250)은 선형편광층과 위상차층을 포함할 수 있으며, 표시패널(100)에 입사되는 외부 광의 편광상태를 변환함으로써, 외부 광이 표시패널(100)에서 반사된 후 다시 외부로 방출되는 것을 방지하는 역할을 한다.
본 발명의 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 표시패널에 대해 도 2를 참조하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 표시패널의 개략적인 단면도로, 하나의 부화소를 도시한다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 표시패널(100)은 기판(110)과, 제1 및 제2 박막트랜지스터(Tr1, Tr2), 제1 및 제2 발광다이오드(De1, De2), 그리고 인캡슐레이션층(190)을 포함한다.
구체적으로, 기판(110) 상에 각 부화소는 제1 발광부(EA1)와 제2 발광부(EA2)를 포함한다. 기판(110)은 유리기판이나 플라스틱기판일 수 있다. 일례로, 플라스틱 기판으로 폴리이미드(polyimide: PI)가 사용될 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
기판(110) 상부에는 버퍼층(120)이 형성된다. 버퍼층(120)은 실질적으로 기판(110) 전면(entire surface)에 위치한다. 버퍼층(120)은 산화실리콘(SiO2)이나 질화 실리콘(SiNx)과 같은 무기물질로 형성될 수 있으며, 단일층 또는 다중층으로 이루어질 수 있다.
버퍼층(120) 상부의 제1 및 제2 발광부(EA1, EA2)에는 패터닝된 제1 및 제2 반도체층(122, 124)이 각각 형성된다.
제1 및 제2 반도체층(122, 124)은 산화물 반도체 물질로 이루어질 수 있는데, 이 경우 제1 및 제2 반도체층(122, 124) 하부에는 쉴드패턴(도시하지 않음)이 더 형성될 수 있다. 쉴드패턴은 제1 및 제2 반도체층(122, 124)으로 입사되는 빛을 차단하여 제1 및 제2 반도체층(122, 124)이 빛에 의해 열화되는 것을 방지한다.
이와 달리, 제1 및 제2 반도체층(122, 124)은 다결정 실리콘으로 이루어질 수도 있으며, 이 경우 제1 및 제2 반도체층(122, 124) 각각의 양 가장자리에 불순물이 도핑되어 있을 수 있다.
제1 및 제2 반도체층(122, 124) 상부에는 절연물질로 이루어진 게이트 절연막(130)이 실질적으로 기판(110) 전면에 형성된다. 게이트 절연막(130)은 산화 실리콘(SiO2)이나 질화 실리콘(SiNx)과 같은 무기절연물질로 형성될 수 있다.
이때, 제1 및 제2 반도체층(122, 124)이 산화물 반도체 물질로 이루어질 경우, 게이트 절연막(130)은 산화 실리콘(SiO2)으로 형성될 수 있다. 이와 달리, 제1 및 제2 반도체층(122, 124)이 다결정 실리콘으로 이루어질 경우, 게이트 절연막(130)은 산화 실리콘(SiO2)이나 질화 실리콘(SiNx)으로 형성될 수 있다.
게이트 절연막(130) 상부에는 금속과 같은 도전성 물질로 이루어진 제1 및 제2 게이트 전극(132, 134)이 제1 및 제2 반도체층(122, 124)에 각각 대응하여 형성된다. 또한, 게이트 절연막(130) 상부에는 게이트 배선(도시하지 않음)이 형성될 수 있다. 게이트 배선은 일 방향을 따라 연장될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에서는 게이트 절연막(130)이 기판(110) 전면에 형성되어 있으나, 게이트 절연막(130)은 제1 및 제2 게이트 전극(132, 134)과 동일한 모양으로 패턴될 수도 있다.
제1 및 제2 게이트 전극(132, 134) 상부에는 절연물질로 이루어진 층간 절연막(140)이 실질적으로 기판(110) 전면에 형성된다. 층간 절연막(140)은 산화 실리콘(SiO2)이나 질화 실리콘(SiNx)과 같은 무기절연물질로 형성되거나, 포토 아크릴(photo acryl)이나 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene)과 같은 유기절연물질로 형성될 수 있다.
층간 절연막(140)은 제1 및 제2 반도체층(122, 124) 각각의 양측 상면을 노출하는 컨택홀을 가진다. 컨택홀은 게이트 절연막(130) 내에도 형성될 수 있다.
층간 절연막(140) 상부의 제1 및 제2 발광부(EA1, EA2)에는 금속과 같은 도전성 물질로 제1 소스 및 드레인 전극(142, 144)과 제2 소스 및 드레인 전극(146, 148)이 각각 형성된다. 또한, 층간 절연막(140) 상부에는 일 방향에 수직한 방향을 따라 연장되는 데이터 배선(도시하지 않음)과 전원 배선(도시하지 않음)이 형성될 수 있다.
제1 소스 및 드레인 전극(142, 144)은 층간 절연막(140)의 컨택홀을 통해 제1 반도체층(122)의 양측과 접촉하고, 제2 소스 및 드레인 전극(146, 148)은 층간 절연막(140)의 컨택홀을 통해 제2 반도체층(124)의 양측과 접촉한다. 도시하지 않았지만, 데이터 배선은 일 방향에 수직한 방향을 따라 연장되고 게이트 배선과 교차하여 각 부화소에 대응하는 화소영역을 정의하며, 고전위 전압을 공급하는 전원 배선은 데이터 배선과 이격되어 위치한다.
한편, 제1 반도체층(122), 제1 게이트 전극(132), 그리고 제1 소스 및 드레인 전극(142, 144)은 제1 박막트랜지스터(Tr1)를 이루고, 제2 반도체층(124), 제2 게이트 전극(134), 그리고 제2 소스 및 드레인 전극(146, 148)은 제2 박막트랜지스터(Tr2)를 이룬다.
이러한 제1 및 제2 박막트랜지스터(Tr1, Tr2)와 동일한 구조를 가지는 하나 이상의 박막트랜지스터가 각 부화소의 기판(110) 상에 더 형성될 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
제1 소스 및 드레인 전극(142, 144)과 제2 소스 및 드레인 전극(146, 148) 상부에는 절연물질로 보호막(150)이 실질적으로 기판(110) 전면에 형성된다. 보호막(150)은 포토 아크릴이나 벤조사이클로부텐과 같은 유기절연물질로 형성될 수 있다. 이러한 보호막(150)은 평탄한 상면을 가진다.
한편, 보호막(150) 하부, 즉, 제1 및 제2 박막트랜지스터(Tr1, Tr2)와 보호막(150) 사이에는 산화 실리콘(SiO2)이나 질화 실리콘(SiNx)과 같은 무기절연물질로 이루어진 절연막이 더 형성될 수 있다.
보호막(150)은 제1 및 제2 드레인 전극(144, 148)을 각각 노출하는 제1 및 제2 드레인 컨택홀(150a, 150b)을 가진다.
보호막(150) 상부에는 비교적 일함수가 높은 도전성 물질로 제1 및 제2 애노드 전극(162, 164)이 형성된다. 제1 애노드 전극(162)은 제1 발광부(EA1)에 위치하고, 제1 드레인 컨택홀(150a)을 통해 제1 드레인 전극(144)과 접촉한다. 제2 애노드 전극(164)은 제2 발광부(EA2)에 위치하고, 제2 드레인 컨택홀(150b)을 통해 제2 드레인 전극(148)과 접촉한다.
일례로, 제1 및 제2 애노드 전극(162, 164)은 인듐-틴-옥사이드(indium tin oxide: ITO)나 인듐-징크-옥사이드(indium zinc oxide: IZO)와 같은 투명 도전성 물질로 형성될 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 표시패널(100)은 제1 및 제2 발광다이오드(De1, De2)의 빛이 기판(110)과 반대 방향으로 출력되는 상부 발광 방식(top emission type)일 수 있으며, 이에 따라, 제1 및 제2 애노드 전극(162, 164)은 투명 도전성 물질 하부에 반사율이 높은 금속 물질로 형성되는 반사전극 또는 반사층을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 반사전극 또는 반사층은 알루미늄-팔라듐-구리 (aluminum-palladium-copper: APC) 합금이나 은(Ag) 또는 알루미늄(Al)으로 이루어질 수 있다. 이때, 제1 및 제2 애노드 전극(162, 164)은 ITO/APC/ITO나 ITO/Ag/ITO 또는 ITO/Al/ITO의 3중층 구조를 가질 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
제1 및 제2 애노드 전극(162, 164) 상부에는 절연물질로 뱅크(165)가 형성된다. 뱅크(165)는 제1 및 제2 애노드 전극(162, 164)의 가장자리와 중첩하고, 제1 및 제2 애노드 전극(162, 164)의 가장자리를 덮는다. 뱅크(165)는 제1 및 제2 애노드 전극(162, 164)을 노출하는 제1 및 제2 개구부(165a, 165b)를 가진다.
뱅크(165)는 적어도 상면이 소수성이며, 뱅크(165)의 측면은 소수성 또는 친수성일 수 있다. 이러한 뱅크(165)는 소수성 특성을 갖는 유기절연물질로 형성될 수 있다. 이와 달리, 뱅크(165)는 친수성 특성을 갖는 유기절연물질로 형성되고 소수성 처리될 수도 있다.
본 발명에서는 뱅크(165)가 단일층 구조를 가지나, 뱅크(165)는 이중층 구조를 가질 수도 있다. 즉, 뱅크(165)는 하부의 친수성 뱅크와 상부의 소수성 뱅크를 포함하는 이중층 구조를 가질 수도 있다.
다음, 뱅크(165)의 제1 및 제2 개구부(165a, 165b)를 통해 노출된 제1 및 제2 애노드 전극(162, 164) 상부에는 발광층(170)이 형성된다. 제1 애노드 전극(162) 상부의 발광층(170)과 제2 애노드 전극(164) 상부의 발광층(170)은 연결되어 일체로 이루어진다. 그러나, 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 제1 애노드 전극(162) 상부의 발광층(170)과 제2 애노드 전극(164) 상부의 발광층(170)은 서로 분리될 수도 있다.
도시하지 않았지만, 발광층(170)은 제1 및 제2 애노드 전극(162, 164) 상부로부터 순차적으로 위치하는 제1 전하보조층과, 발광물질층(light-emitting material layer), 그리고 제2 전하보조층을 포함할 수 있다. 발광물질층은 적, 녹, 청색 발광물질 중 어느 하나로 이루어질 수 있으며, 이에 제한되지 않는다. 이러한 발광물질은 인광화합물 또는 형광화합물과 같은 유기발광물질일 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 양자 점(quantum dot)과 같은 무기발광물질이 사용될 수도 있다.
제1 전하보조층은 정공보조층(hole auxiliary layer)일 수 있으며, 정공보조층은 정공주입층(hole injection layer: HIL)과 정공수송층(hole transport layer: HTL) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 제2 전하보조층은 전자보조층(electron auxiliary layer)일 수 있으며, 전자보조층은 전자주입층(electron injection layer: EIL)과 전자수송층(electron transport layer: ETL) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이러한 발광층(170)은 증착 공정(evaporation process)을 통해 형성될 수 있다. 이때, 각 부화소 별로 발광층(170)을 패터닝하기 위해, 미세금속마스크(fine metal mask: FMM)가 사용될 수 있다. 이와 달리, 발광층(170)은 용액 공정(solution process)을 통해 형성될 수도 있으며, 이러한 경우, 발광층(170)은 제1 및 제2 개구부(165a, 165b) 내에만 구비될 수 있으며, 뱅크(165) 근처에서 발광층(170)은 뱅크(165)에 가까워질수록 그 높이가 높아질 수 있다.
발광층(170) 상부에는 비교적 일함수가 낮은 도전성 물질로 이루어진 캐소드 전극(180)이 실질적으로 기판(110) 전면에 형성된다. 여기서, 캐소드 전극(180)은 알루미늄(aluminum)이나 마그네슘(magnesium), 은(silver) 또는 이들의 합금으로 형성될 수 있다. 이때, 캐소드 전극(180)은 발광층(170)으로부터의 빛이 투과될 수 있도록 상대적으로 얇은 두께를 가진다.
이와 달리, 캐소드 전극(180)은 인듐-갈륨-옥사이드(indium-gallium-oxide: IGO)와 같은 투명 도전성 물질로 형성될 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
제1 발광부(EA1)의 제1 애노드 전극(162)과 발광층(170) 및 캐소드 전극(180)은 제1 발광다이오드(De1)를 이루고, 제2 발광부(EA2)의 제2 애노드 전극(164)과 발광층(170) 및 캐소드 전극(180)은 제2 발광다이오드(De2)를 이룬다.
앞서 언급한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 표시패널(100)은 제1 및 제2 발광다이오드(De1, De2)의 발광층(170)으로부터의 빛이 기판(110)과 반대 방향, 즉, 캐소드 전극(180)을 통해 외부로 출력되는 상부 발광 방식일 수 있으며, 이러한 상부 발광 방식은 동일 면적의 하부 발광 방식 대비 보다 넓은 발광영역을 가질 수 있으므로, 휘도를 향상시키고 소비 전력을 낮출 수 있다.
캐소드 전극(180) 상부의 실질적으로 기판(110) 전면에는, 인캡슐레이션층(encapsulation layer)(190)이 형성된다. 인캡슐레이션층(190)은 외부로부터 수분이나 산소가 제1 및 제2 발광다이오드(De1, De2)로 유입되는 것을 방지한다.
이러한 인캡슐레이션층(190)은 제1 무기막(192)과 유기막(194) 그리고 제2 무기막(196)의 적층 구조를 가질 수 있다. 여기서, 유기막(194)은 제조 공정 중 발생되는 이물질을 커버하는 막일 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치는 각 부화소(SP1, SP2, SP3)가 제1 및 제2 발광부(EA1, EA2)를 가지며, 제1 발광부(EA1) 상부에 반구형의 제1 렌즈(232)를 구비하고 제2 발광부(EA2) 상부에 반원통형의 제2 렌즈(234)를 구비하여 시야각을 제한할 수 있다.
이러한 본 발명의 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 화소 구조에 대해 도 3을 참조하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 화소를 개략적으로 도시한 평면도로, 도 1을 함께 참조하여 설명한다.
도 3에 도시한 바와 같이, 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 화소는 제1, 제2, 제3 부화소(SP1, SP2, SP3)를 포함하고, 제1, 제2, 제3 부화소(SP1, SP2, SP3)는 각각 적, 녹, 청색 부화소일 수 있다.
제1, 제2, 제3 부화소(SP1, SP2, SP3)의 각각은 제1 발광부(EA1)와 제2 발광부(EA2)를 가진다. 제1, 제2, 제3 부화소(SP1, SP2, SP3)의 제1 발광부(EA1)는 적어도 하나의 서브 발광부(EA1a)를 포함할 수 있으며, 하나의 서브 발광부(EA1a)는 하나의 제1 렌즈(232)에 대응한다.
여기서, 제1 및 제3 부화소(SP1, SP3)는 Y 방향을 따라 배치되고, 제2 부화소(SP2)는 제1 및 제3 부화소(SP1, SP3)에 대해 X 방향을 따라 배치된다. 이때, 제1 및 제3 부화소(SP1, SP3)의 제1 발광부(EA1)는 제1 부화소(SP1)의 제2 발광부(EA2)와 제3 부화소(SP3)의 제2 발광부(EA2) 사이에 위치한다. 또한, 제2 부화소(SP2)의 제1 발광부(EA1)는 제1 부화소(SP1)의 제1 발광부(EA1) 및 제3 부화소(SP3)의 제1 발광부(EA1)와 X 방향으로 인접하게 배치되고, 제3 부화소(SP3)의 제2 발광부(EA2)는 제1 부화소(SP1)의 제2 발광부(EA2)와 X 방향으로 인접하게 배치된다.
이러한 제1, 제2, 제3 부화소(SP1, SP2, SP3)의 각각은 다각형 형상을 가질 수 있다. 이때, 제1, 제2, 제3 부화소(SP1, SP2, SP3)의 형상은 서로 다를 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 제1, 제2, 제3 부화소(SP1, SP2, SP3)는 다양한 형상을 가질 수 있다.
제1, 제2, 제3 부화소(SP1, SP2, SP3)는 서로 다른 면적을 가진다. 이러한 제1, 제2, 제3 부화소(SP1, SP2, SP3)의 면적은 각 부화소에 구비되는 발광다이오드의 수명 및 발광 효율을 고려하여 결정될 수 있다. 이때, 단파장의 빛일수록 에너지가 높기 때문에 동일 면적에서 청색 발광다이오드의 수명이 가장 짧고, 적색 발광다이오드의 수명이 가장 길다. 따라서, 수명을 균일하게 하기 위해, 제2 부화소(SP2)의 면적은 제1 부화소(SP1)의 면적보다 크고, 제3 부화소(SP3)의 면적보다 작다.
일례로, 제1, 제2, 제3 부화소(SP1, SP2, SP3)의 면적비는 1:2.5:3일 수 있다. 또한, 제1, 제2, 제3 부화소(SP1, SP2, SP3)의 제1 발광부(EA1)의 면적비도 1:2.5:3일 수 있고, 제1, 제2, 제3 부화소(SP1, SP2, SP3)의 제2 발광부(EA2)의 면적비도 1:2.5:3일 수 있다. 이에 따라, 제2 부화소(SP2)의 제1 발광부(EA1)의 서브 발광부(EA1a)의 개수는 제1 부화소(SP1)의 제1 발광부(EA1)의 서브 발광부(EA1a)의 개수보다 많고, 제3 부화소(SP3)의 제1 발광부(EA1)의 서브 발광부(EA1a)의 개수보다 적을 수 있다. 구체적으로, 제1 부화소(SP1)의 제1 발광부(EA1)는 두 개의 서브 발광부(EA1a)를 갖고, 제2 부화소(SP2)의 제1 발광부(EA1)는 다섯 개의 서브 발광부(EA1a)를 가지며, 제3 부화소(SP3)의 제1 발광부(EA1)는 여섯 개의 서브 발광부(EA1a)를 가질 수 있다.
이때, 제1 부화소(SP1)의 두 개의 서브 발광부(EA1a)와 제2 부화소(SP2)의 세 개의 서브 발광부(EA1a)가 실질적으로 X 방향으로 나란하게 배치되고, 제3 부화소(SP3)의 네 개의 서브 발광부(EA1a)와 제2 부화소(SP2)의 하나의 서브 발광부(EA1a)가 실질적으로 X 방향으로 나란하게 배치되며, 제3 부화소(SP3)의 두 개의 서브 발광부(EA1a)와 제2 부화소(SP2)의 하나의 서브 발광부(EA1a)가 실질적으로 X 방향으로 나란하게 배치될 수 있다.
그러나, 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 제1, 제2, 제3 부화소(SP1, SP2, SP3)의 면적비 및 서브 발광부(EA1a)의 개수는 달라질 수 있다.
이러한 화소 구조를 가지는 본 발명의 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 전극 구성에 대해 도 4를 참조하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 한 화소에 대한 애노드 전극을 개략적으로 도시한 도면으로, 실질적인 발광부에 해당하는 뱅크의 개구부를 함께 도시하며, 도 3을 함께 참조하여 설명한다.
도 4에 도시한 바와 같이, 제1, 제2, 제3 부화소(SP1, SP2, SP3)의 각각은 제1 발광부(EA1)에 구비되는 제1 애노드 전극(162)과 제2 발광부(EA2)에 구비되는 제2 애노드 전극(EA2)을 포함한다.
제1 애노드 전극(162) 상에는 제1 발광부(EA1)의 서브 발광부(EA1a)에 해당하는 다수의 제1 개구부(165a)가 구비되고, 제2 애노드 전극(164) 상에는 제2 발광부(EA2)에 해당하는 제2 개구부(165b)가 구비된다. 제1 개구부(165a)는 실질적으로 원형 형상을 가질 수 있으며, 제2 개구부(165b)는 X 방향의 길이가 Y 방향의 길이보다 긴 다각형 형상을 가질 수 있다.
이러한 제1 개구부(165a) 각각에 대응하여 반구형의 제1 렌즈(도 1의 232)가 배치되며, 제2 개구부(165b)에 대응하여 반원통형의 제2 렌즈(도 1의 234)가 배치된다.
이러한 전극 구성을 가지는 본 발명의 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 렌즈 배치에 대해 도 5를 참조하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 한 화소에 대한 렌즈 배치를 개략적으로 도시한 도면으로, 애노드 전극과 뱅크의 개구부를 함께 도시하며, 도 2와 도 3을 함께 참조하여 설명한다.
도 5에 도시한 바와 같이, 각 부화소(SP1, SP2, SP3)의 제1 발광다이오드(De1)의 제1 애노드 전극(162)에 대응하여 반구형의 제1 렌즈(232)가 배치되고, 제2 발광다이오드(De2)의 제2 애노드 전극(164)에 대응하여 반원통형의 제2 렌즈(234)가 배치된다.
이에 따라, 제1 개구부(165a)에 대응하여 제1 렌즈(232)가 배치되고, 제2 개구부(165b)에 대응하여 제2 렌즈(234)가 배치된다.
이때, 제1 렌즈(232)는 각 제1 개구부(165a)에 대응하여 배치되어 제1 발광다이오드(De1)의 제1 애노드 전극(162) 상에는 다수의 제1 렌즈(232)가 구비되고, 제1 렌즈(232)는 제1 개구부(165a)보다 넓은 면적을 가질 수 있다.
따라서, 다수의 제1 렌즈(232)가 각 부화소(SP1, SP2, SP3)의 제1 발광부(EA1)에 대응한다.
반면, 제2 렌즈(234)는 X 방향으로 연장되어 하나의 제2 렌즈(234)가 인접한 부화소(SP1, SP2, SP3)의 제2 개구부(165b)에 대응하여 배치되며, 제2 렌즈(234)는 제2 개구부(165b)보다 넓은 면적을 가질 수 있다.
여기서, 제1 및 제2 부화소(SP1, SP2)의 제2 발광다이오드(De2)의 제2 애노드 전극(164)에 대응하여 하나의 제2 렌즈(234)가 배치되고, 제3 부화소(SP3)의 제2 애노드 전극(164)에 대응하여 다른 하나의 제2 렌즈(234)가 배치되며, 다른 하나의 제2 렌즈(234)는 X 방향으로 인접한 제3 부화소(SP3)의 제2 애노드 전극(164)에 대응된다.
따라서, 하나의 제2 렌즈(234)가 X 방향으로 인접한 부화소(SP1, SP2, SP3)의 다수의 제2 발광부(EA2)에 대응한다. 구체적으로, 하나의 제2 렌즈(234)가 X 방향으로 인접한 제1 및 제2 부화소의 제2 발광부(EA2)에 대응하고, 다른 하나의 제2 렌즈(234)가 X 방향으로 인접한 제3 부화소의 제2 발광부(EA2)에 대응한다.
한편, X 방향으로 제3 부화소(SP3)의 제2 애노드 전극(164)과 인접하고 Y 방향으로 제2 부화소(SP2)의 제1 애노드 전극(162)과 인접하게 스페이서(280)가 구비될 수 있으며, 다른 하나의 제2 렌즈(234)는 스페이서(280)에 대응하여 배치될 수 있다.
이러한 스페이서(280)는 발광층(도 2의 180)을 증착 공정으로 형성할 때 미세금속마스크를 지지하는 역할을 한다. 반면, 발광층(도 2의 180)을 용액 공정으로 형성할 경우, 스페이서(280)는 생략될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치에서는, 제1 애노드 전극(162)에 대응하여 반구형의 제1 렌즈(232)를 구비하고, 제2 애노드 전극(164)에 대응하여 반원통형의 제2 렌즈(234)를 구비하여 시야각을 제한할 수 있다. 이때, 제1 렌즈(232)와 제2 렌즈(234)의 시야각 제한 방향이 다르며, 선택적으로 구동을 통해 광시야각과 협시야각을 구현할 수 있다.
이러한 광시야각과 협시야각 구현에 대해 도 6a 내지 도 9를 참조하여 상세히 설명한다.
도 6a는 본 발명의 실시예에 따른 제1 렌즈를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 제2 렌즈를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6a에 도시한 바와 같이, 제1 렌즈(232)는 반구형 렌즈로, X 방향 및 Y 방향으로 반원 형상의 단면을 가진다. 따라서, 제1 렌즈(232)는 X 방향 및 Y 방향의 시야각을 제한한다.
반면, 도 6b에 도시한 바와 같이, 제2 렌즈(234)는 반원통형 렌즈로, X 방향으로 직사각형 형상의 단면을 갖고 Y 방향으로 반원 형상의 단면을 가진다. 따라서, 제2 렌즈(234)는 Y 방향의 시야각을 제한하고, 제2 렌즈(234)의 길이 방향, 즉, X 방향의 시야각은 제한되지 않는다.
이러한 제1 렌즈(232)와 제2 렌즈(234)에 의한 시야각 특성을 도 7a와 도 7b를 참조하여 설명한다.
도 7a는 본 발명의 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 제1 렌즈의 시야각에 대한 광 프로파일을 도시한 도면이고, 도 7b는 본 발명의 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 제2 렌즈의 시야각에 대한 광 프로파일을 도시한 도면으로, 도 1과 도 6a 및 도 6b를 함께 참조하여 설명한다.
도 7a와 도 7b에 도시한 바와 같이, 반구형의 제1 렌즈(232)가 구비된 제1 발광부(EA1)는 상하좌우 모두 30도 이하의 협시야각을 가지는 반면, 반원통형의 제2 렌즈(234)가 구비된 제2 발광부(EA2)는 상하 방향으로 30도 이하의 협시야각을 가지며 좌우 방향으로 60도 이상의 광시야각을 가짐을 알 수 있다.
따라서, 제1 발광부(EA1)의 구동에 의해 상하 협시야 모드 및 좌우 협시야 모드를 구현하고, 제2 발광부(EA2)의 구동에 의해 상하 협시야 모드 및 좌우 광시야 모드를 구현할 수 있다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치에서는, 제1 및 제2 렌즈(232, 234)에 의해 상하 방향으로는 항상 협시야각을 가지도록 하며, 좌우 방향으로 광시야 모드와 협시야 모드를 선택적으로 구현할 수 있다.
이러한 좌우 방향의 광시야 모드와 협시야 모드에 대해 도 8을 참조하여 설명한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 광시야 모드 및 협시야 모드의 동작을 개략적으로 도시한 도면으로, 도 1을 함께 참조하여 설명한다.
도 8에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 한 화소(PXL)는 제1, 제2, 제3 부화소(SP1, SP2, SP3)를 포함하고, 제1, 제2, 제3 부화소(SP1, SP2, SP3)의 각각은 제1 및 제2 발광부(EA1, EA2)를 가진다. 제1 발광부(EA1)에 대응하여 반구형의 제1 렌즈(232)가 구비되고, 제2 발광부(EA2)에 대응하여 반원통형의 제2 렌즈(234)가 구비된다.
광시야 모드로 동작 시, 제1 발광부(EA1)의 제1 발광다이오드(De1)는 오프 상태가 되고, 제2 발광부(EA2)의 제2 발광다이오드(De2)는 온 상태가 되며, 제2 발광다이오드(De2)로부터 방출된 빛은 제2 렌즈(234)에 의해 Y 방향, 즉, 상하 방향으로 시야각이 제한되고, X 방향, 즉, 좌우 방향으로 시야각의 제한 없이 출력된다.
반면, 협시야 모드로 동작 시, 제1 발광부(EA1)의 제1 발광다이오드(De1)는 온 상태가 되고, 제2 발광부(EA2)의 제2 발광다이오드(De2)는 오프 상태가 되며, 제1 발광다이오드(De1)로부터 방출된 빛은 제1 렌즈(232)에 의해 상하 방향 및 좌우 방향으로 시야각이 제한되어 출력된다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치는, 상하 방향으로는 항상 협시야각을 가지므로, 차량에 적용 시 영상이 차량 앞 유리에 의하여 반사되어 운전 시야가 방해되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 광시야 모드에서 좌우 방향으로 광시야각을 갖는 영상을 표시하고, 협시야 모드에서 좌우 방향으로 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 있으므로, 좌우 방향으로 광시야 모드와 협시야 모드를 선택적으로 구현할 수 있다.
한편, 제1 및 제2 렌즈(232, 234)를 적용함으로써 집광 효과에 의해 동일 면적 대비 휘도가 상승되므로, 본 발명의 시야각 전환 표시장치는 구동 전압을 낮출 수 있다. 이러한 제1 및 제2 렌즈(232, 234)에 의한 휘도 효율 상승에 대해 도 9a와 도 9b를 참조하여 설명한다.
도 9a는 본 발명의 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 제1 발광부의 시야각에 대한 상대 휘도를 나타내는 그래프이고, 도 9b는 본 발명의 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 제2 발광부의 시야각에 대한 상대 휘도를 나타내는 그래프로, 도 1을 함께 참조하여 설명한다.
도 9a와 도 9b에 도시한 바와 같이, 제1 렌즈(232)가 구비된 제1 발광부(EA1)와 제2 렌즈(234)가 구비된 제2 발광부(EA2)는 렌즈가 구비되지 않은 동일 면적의 발광부에 비해 높은 휘도를 가진다.
이때, 도 9a에서와 같이, 제1 발광부(EA1)는 약 327%의 휘도 효율이 상승하는 것을 알 수 있다.
또한, 도 9b에서와 같이, 제2 발광부(EA2)는 약 165%의 휘도 효율이 상승하는 것을 알 수 있다.
따라서, 구동 전압을 낮추어 제1 및 제2 발광부(EA1, EA2)를 구동할 수 있으므로, 소비전력을 낮출 수 있으며, 휘도와 발열이 감소하므로 제1 및 제2 발광다이오드(De1, De2)의 수명을 향상시킬 수 있다.
앞서 언급한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치에서 차광패턴은 터치전극일 수 있으며, 이에 대해 도 10을 참조하여 상세히 설명한다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 차광패턴 구조를 개략적으로 도시한 평면도로, 도 1을 함께 참조하여 설명한다.
도 10에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 차광패턴(210)은, 다수의 송신전극(TL)과 다수의 수신전극(RL)을 포함하는 터치전극일 수 있다.
이때, 하나의 터치블럭(TB) 내에서 다수의 송신전극(TL)과 다수의 수신전극(RL)은 인접한 제1 개구부(165a) 사이, 인접한 제2 개구부(165b) 사이, 그리고 인접한 제1 및 제2 개구부(165a, 165b) 사이에 대응하여 형성된다. 따라서, 다수의 송신전극(TL)과 다수의 수신전극(RL)은 인접한 제1 렌즈(232) 사이, 인접한 제2 렌즈(234) 사이, 그리고 인접한 제1 및 제2 렌즈(232, 234) 사이에 대응하여 형성된다.
이때, 송신전극(TL)은 Y 방향으로 연장되어 인접한 터치블럭(TB)의 송신전극(TL)과 연결되고, 수신전극(RL)은 X 방향으로 연장되어 인접한 터치블럭(TB)의 수신전극(RL)과 연결된다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치는 터치전극(TL, RL)을 차광패턴(210)으로 이용할 수 있다.
이러한 본 발명의 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 부화소 및 동작을 도 11 내지 13을 참조하여 설명한다.
도 11은 본 발명의 제1 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 부화소를 도시한 회로도이고, 도 12는 본 발명의 제1 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 부화소를 도시한 평면도이다.
도 11과 도 12에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치에서는, X 방향을 따라 제1, 제2, 제3 게이트배선(GL1, GL2, GL3)과 제1, 제2, 제3 발광배선(EL1, EL2, EL3)이 연장되고, Y 방향을 따라 데이터배선(DL), 기준배선(RL), 그리고 전원배선(PL)이 연장되며, 이들은 서로 교차하여 부화소를 정의한다.
제1 게이트배선(GL1)은 제1 게이트신호(Scan1)을 전달하고, 제2 및 제3 게이트배선(GL2, GL3)은 제2 게이트신호(Scan2)를 전달한다. 제1, 제2, 제3 발광배선(EL1, EL2, EL3)은 각각 제1, 제2, 제3 발광신호(EM1, EM2, EM3)를 전달하고, 데이터배선(DL)은 데이터신호(Vdata)를 전달하며, 기준배선(RL)은 기준신호(Vref)를 전달하고, 전원배선(PL)은 고전위전압(VDD)을 전달한다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 부화소는 구동 트랜지스터(DT), 제1 내지 제7 트랜지스터(T1 내지 T7), 스토리지 커패시터(Cst), 그리고 제1 및 제2발광다이오드(De1, De2)를 포함한다.
예를 들어, 구동 트랜지스터(DT)와 제1 내지 제7 트랜지스터(T1 내지 T7)는 P타입 일 수 있다.
구동 트랜지스터(DT)는 스토리지 커패시터(Cst)의 제1 전극의 전압에 따라 스위칭 되며, 고전위전압(VDD)에 연결된다. 제1 트랜지스터(T1)는 제1 게이트신호(Scan1)에 따라 스위칭 되고, 데이터신호(Vdata)에 연결된다. 제2 트랜지스터(T2)는 제2 게이트신호(Scan2)에 따라 스위칭 되며, 구동 트랜지스터(DT)에 연결된다. 제3 트랜지스터(T3)는 제1 발광신호(EM1)에 따라 스위칭 되며, 기준신호(Vref)에 연결된다. 제4 트랜지스터(T4)는 제2 발광신호(EM2)에 따라 스위칭 되며, 구동 트랜지스터(DT)에 연결된다. 제5 트랜지스터(T5)는 제2 게이트신호(Scan2)에 따라 스위칭 되며, 기준신호(Vref) 및 제4 트랜지스터(T4)에 연결된다. 제6 트랜지스터(T6)는 제3 발광신호(EM3)에 따라 스위칭 되며, 구동 트랜지스터(DT)에 연결된다. 제7 트랜지스터(T5)는 제2 게이트신호(Scan2)에 따라 스위칭 되며, 기준신호(Vref) 및 제6 트랜지스터(T6)에 연결된다.
스토리지 커패시터(Cst)는 데이터신호(Vdata) 및 문턱전압(Vth)을 저장하는데, 스토리지 커패시터(Cst)의 제1 전극은 구동 트랜지스터(DT)와 제2 트랜지스터(T2)에 연결되고, 제2 전극은 제1 트랜지스터(T1)와 제3 트랜지스터(T3)에 연결된다.
제1 발광다이오드(De1)는 제4 및 제5 트랜지스터(T4, T5)와 저전위전압(VSS) 사이에 연결되고, 구동 트랜지스터(DT)의 전류에 비례하는 휘도의 빛을 방출한다. 제1 발광다이오드(De1)는 다수의 반구형 렌즈에 대응되도록 배치되고, 온 상태에서 좌우 방향의 협시야 모드를 구현하며, 오프 상태에서 좌우 방향의 광시야 모드를 구현할 수 있다.
제2 발광다이오드(De2)는 제6 및 제7 트랜지스터(T6, T7)와 저전위전압(VSS) 사이에 연결되고, 구동 트랜지스터(DT)의 전류에 비례하는 휘도의 빛을 방출한다. 제2 발광다이오드(De2)는 반원통형 렌즈에 대응되도록 배치되고, 온 상태에서 좌우 방향의 광시야 모드를 구현하며, 오프 상태에서 좌우 방향의 협시야 모드를 구현할 수 있다.
이러한 제1 발광다이오드(De1)는 제4 트랜지스터(T4)와 제5 트랜지스터(T5) 사이의 제1 컨택부(CT1)에 연결되고, 제2 발광다이오드(De2)는 제6 트랜지스터(T6)와 제7 트랜지스터(T7) 사이의 제2 컨택부(CT2)에 연결된다.
도 13은 본 발명의 제1 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 부화소에 사용되는 다수의 신호를 도시한 파형도로, 도 11을 함께 참조하여 설명한다.
도 13에 도시한 바와 같이, 초기화 구간인 제1 시간구간(TP1) 동안, 제1 게이트신호(Scan1)와 제1 발광신호(EM1)는 로우레벨 전압(Vl)이 되고 제2 게이트신호(Scan2)는 하이레벨 전압(Vh)이 된다. 따라서, 제1, 제3 트랜지스터(T1, T3)가 턴-온(turn-on) 되고 제2, 제5, 제7 트랜지스터(T2, T5, T7)가 턴-오프(turn-off) 되어, 스토리지 커패시터(Cst)가 초기화된다.
센싱구간인 제2 시간구간(TP2) 동안, 제1 게이트신호(Scan1)와 제2 게이트신호(Scan2)는 로우레벨 전압(Vl)이 되고 제1 발광신호(EM1)는 하이레벨 전압(Vh)이 된다. 따라서, 제1, 제2, 제5, 제7 트랜지스터(T1, T2, T5, T7)가 턴-온 되고 제3 트랜지스터(T3)가 턴-오프 되어, 스토리지 커패시터(Cst)에 문턱전압(Vth)이 저장된다.
유지구간인 제3 시간구간(TP3) 동안, 제1 게이트신호(Scan1)와 제2 게이트신호(Scan2) 및 제1 발광신호(EM1)는 하이레벨 전압(Vh)이 된다. 따라서, 제1, 제2, 제3, 제5, 제7 트랜지스터(T1, T2, T3, T5, T7)가 턴-오프 되어 스토리지 커패시터(Cst)에 저장된 문턱전압(Vth)이 유지된다.
발광구간인 제4 시간구간(TP4) 동안, 제1 게이트신호(Scan1)와 제2 게이트신호(Scan2)는 하이레벨 전압(Vh)이 되고 제1 발광신호(EM1)는 로우레벨 전압(Vl)이 된다. 따라서, 제1, 제2, 제5, 제7 트랜지스터(T1, T2, T5, T7)가 턴-오프 되고 제3 트랜지스터(T3)가 턴-온 되어, 구동 트랜지스터(DT)에는 문턱전압(Vth)이 보상된 전류가 흐르고, 제2 및 제3 발광신호(EM2, EM3)에 따라 제4 및 제6 트랜지스터(T4, T6)가 독립적으로 온/오프(ON/OFF)됨으로써, 제1 및 제2 발광다이오드(De1, De2)는 구동 트랜지스터(DT)에 흐르는 전류에 대응되는 휘도의 빛을 방출한다.
여기서, 제2 발광신호(EM2)가 로우레벨 전압(Vl)이고 제3 발광신호(EM3)가 하이레벨 전압(Vh)일 때, 제4 트랜지스터(T4)는 턴-온 되고 제6 트랜지스터(T6)는 턴-오프 되어, 제1 발광다이오드(De1)만이 발광하므로, 좌우 방향의 협시야 모드가 구현될 수 있다.
반면, 제2 발광신호(EM2)가 하이레벨 전압(Vh)이고 제3 발광신호(EM3)가 로우레벨 전압(Vl)일 때, 제4 트랜지스터(T4)는 턴-오프 되고 제6 트랜지스터(T6)는 턴-온 되어, 제2 발광다이오드(De2)만이 발광하므로, 좌우 방향의 광시야 모드가 구현될 수 있다.
한편, 제2 및 제3 발광신호(EM2, EM3)가 로우레벨 전압(Vl)일 때, 제4 및 제6 트랜지스터(T4, T6) 모두 턴-온 되어, 제1 및 제2 발광다이오드(De1, De2) 모두 발광하므로, 좌우 방향의 광시야 모드가 구현될 수 있다.
이러한 부화소를 포함하는 본 발명의 제1 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 화소 배치 구조에 대해 도 14와 도 15를 참조하여 설명한다.
도 14와 도 15는 본 발명의 제1 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 화소 배치 구조를 개략적으로 도시한 도면으로, 각 부화소의 컨택부와 발광다이오드의 연결 관계, 즉, 컨택부와 발광부의 연결 관계를 도시한다. 여기서, 발광부는 발광다이오드의 애노드 전극에 해당한다. 편의를 위해, 각 배선은 전달하는 신호를 부호로 사용한다.
도 14와 도 15에 도시한 바와 같이, 제1 부화소(SP1)와 제3 부화소(SP3)가 동일한 구조를 가지며, 제2 부화소(SP2)는 제1 부화소(SP1)와 대칭 구조를 갖고 제3 부화소(SP3)와도 대칭 구조를 가진다. 즉, 서로 대칭인 제1 및 제2 부화소(SP1, SP2)와 동일한 구성을 가지는 두 부화소가 반복 배치된다.
이러한 제1 부화소(SP1)의 제1 컨택부(CT1)는 제1 부화소(SP1)의 제1 애노드 전극(162)과 연결되고, 제1 부화소(SP1)의 제2 컨택부(CT2)는 제1 부화소(SP1)의 제2 애노드 전극(164)과 연결된다. 제2 부화소(SP2)의 제1 컨택부(CT1)는 제2 부화소(SP2)의 제1 애노드 전극(162)과 연결되고, 제2 부화소(SP2)의 제2 컨택부(CT2)는 제2 부화소(SP2)의 제2 애노드 전극(164)과 연결된다. 제3 부화소(SP3)의 제1 컨택부(CT1)는 제3 부화소(SP3)의 제1 애노드 전극(162)과 연결되고, 제3 부화소(SP3)의 제2 컨택부(CT2)는 제3 부화소(SP3)의 제2 애노드 전극(164)과 연결된다.
이때, 도 14에서와 같이, 제3 부화소(SP3)의 제1 및 제2 애노드 전극(162, 164)은 다른 화소의 제1 부화소(SP1)의 제2 애노드 전극(164)과 또 다른 화소의 제1 부화소(SP1)의 제1 애노드 전극(162) 사이에 위치하며, 제3 부화소(SP3)의 제1 컨택부(CT1)와 이에 연결되는 제1 애노드 전극(162) 사이에 제3 부화소(SP3)의 제2 컨택부(CT2)와 이에 연결되는 제2 애노드 전극(164)이 위치할 수 있다.
이와 달리, 도 15에 도시한 바와 같이, 제3 부화소(SP3)의 제1 및 제2 애노드 전극(162, 164) 사이에 다른 화소의 제1 부화소(SP1)의 제1 및 제2 애노드 전극(162, 164)이 위치하며, 제3 부화소(SP3)의 제1 애노드 전극(162)과 제2 애노드 전극(164) 사이에 제3 부화소(SP3)의 제1 및 제2 컨택부(CT1, CT2)가 위치할 수도 있으며, 이러한 경우 설계가 보다 용이하다.
도 16은 본 발명의 제2 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 부화소를 도시한 회로도이다. 본 발명의 제2 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 부화소는 제1 실시예의 부화소에 비해 실질적으로 제5 트랜지스터(도 11의 T5)가 생략되고, 제4 트랜지스터(도 11의 T4)의 위치와 스위칭 신호 및 제6 트랜지스터(도 11의 T6)의 연결이 다르다.
도 16에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 부화소는 구동 트랜지스터(DT), 제1 내지 제6 트랜지스터(T1 내지 T6), 스토리지 커패시터(Cst), 그리고 제1 및 제2발광다이오드(De1, De2)를 포함한다.
예를 들어, 구동 트랜지스터(DT)와 제1 내지 제6 트랜지스터(T1 내지 T6)는 P타입 일 수 있다.
구동 트랜지스터(DT)는 스토리지 커패시터(Cst)의 제1 전극의 전압에 따라 스위칭 되며, 고전위전압(VDD)에 연결된다. 제1 트랜지스터(T1)는 제1 게이트신호(Scan1)에 따라 스위칭 되고, 데이터신호(Vdata)에 연결된다. 제2 트랜지스터(T2)는 제2 게이트신호(Scan2)에 따라 스위칭 되며, 구동 트랜지스터(DT)에 연결된다. 제3 트랜지스터(T3)는 제1 발광신호(EM1)에 따라 스위칭 되며, 기준신호(Vref)에 연결된다. 제4 트랜지스터(T4)는 제1 발광신호(EM1)에 따라 스위칭 되며, 구동 트랜지스터(DT)에 연결된다. 제5 트랜지스터(T5)는 제2 게이트신호(Scan2)에 따라 스위칭 되며, 기준신호(Vref) 및 제6 트랜지스터(T6)에 연결된다. 제6 트랜지스터(T6)는 제2 발광신호(EM2)에 따라 스위칭 되며, 제4 트랜지스터(T4)에 연결된다.
스토리지 커패시터(Cst)는 데이터신호(Vdata) 및 문턱전압(Vth)을 저장하는데, 스토리지 커패시터(Cst)의 제1 전극은 구동 트랜지스터(DT)와 제2 트랜지스터(T2)에 연결되고, 제2 전극은 제1 트랜지스터(T1)와 제3 트랜지스터(T3)에 연결된다.
제1 발광다이오드(De1)는 제4 트랜지스터(T4)와 저전위전압(VSS) 사이에 연결되고, 구동 트랜지스터(DT)의 전류에 비례하는 휘도의 빛을 방출한다. 제1 발광다이오드(De1)는 다수의 반구형 렌즈에 대응되도록 배치되고, 항상 온 상태가 되어 좌우 방향의 협시야 모드 또는 광시야 모드를 구현할 수 있다.
제2 발광다이오드(De2)는 제5, 제6 트랜지스터(T5, T6)와 저전위전압(VSS) 사이에 연결되고, 구동 트랜지스터(DT)의 전류에 비례하는 휘도의 빛을 방출한다. 제2 발광다이오드(De2)는 반원통형 렌즈에 대응되도록 배치되고, 온 상태에서 좌우 방향의 광시야 모드를 구현하며 오프 상태에서 좌우 방향의 협시야 모드를 구현할 수 있다.
도 17은 본 발명의 제2 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 부화소에 사용되는 다수의 신호를 도시한 파형도로, 도 16을 함께 참조하여 설명한다.
도 17에 도시한 바와 같이, 초기화 구간인 제1 시간구간(TP1) 동안, 제1 게이트신호(Scan1)와 제1 발광신호(EM1)는 로우레벨 전압(Vl)이 되고 제2 게이트신호(Scan2)는 하이레벨 전압(Vh)이 된다. 따라서, 제1, 제3, 제4 트랜지스터(T1, T3, T4)가 턴-온(turn-on) 되고 제2, 제5 트랜지스터(T2, T5)가 턴-오프(turn-off) 되어, 스토리지 커패시터(Cst)가 초기화된다.
센싱구간인 제2 시간구간(TP2) 동안, 제1 게이트신호(Scan1)와 제2 게이트신호(Scan2)는 로우레벨 전압(Vl)이 되고 제1 발광신호(EM1)는 하이레벨 전압(Vh)이 된다. 따라서, 제1, 제2, 제5 트랜지스터(T1, T2, T5)가 턴-온 되고 제3, 제4 트랜지스터(T3, T4)가 턴-오프 되어, 스토리지 커패시터(Cst)에 문턱전압(Vth)이 저장된다.
유지구간인 제3 시간구간(TP3) 동안, 제1 게이트신호(Scan1)와 제2 게이트신호(Scan2) 및 제1 발광신호(EM1)는 하이레벨 전압(Vh)이 된다. 따라서, 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 트랜지스터(T1, T2, T3, T4, T5)가 턴-오프 되어 스토리지 커패시터(Cst)에 저장된 문턱전압(Vth)이 유지된다.
발광구간인 제4 시간구간(TP4) 동안, 제1 게이트신호(Scan1)와 제2 게이트신호(Scan2)는 하이레벨 전압(Vh)이 되고 제1 발광신호(EM1)는 로우레벨 전압(Vl)이 된다. 따라서, 제1, 제2, 제5 트랜지스터(T1, T2, T5)가 턴-오프 되고 제3, 제4 트랜지스터(T3, T4)가 턴-온 되어, 구동 트랜지스터(DT)에는 문턱전압(Vth)이 보상된 전류가 흐르고, 제1 발광다이오드(De1)는 구동 트랜지스터(DT)에 흐르는 전류에 대응되는 휘도의 빛을 방출하며, 제2 발광신호(EM2)에 따라 제6 트랜지스터(T6)가 온/오프(ON/OFF)됨으로써, 제2 발광다이오드(De2)는 구동 트랜지스터(DT)에 흐르는 전류에 대응되는 휘도의 빛을 방출한다.
여기서, 제2 발광신호(EM2)가 하이레벨 전압(Vh)일 때, 제6 트랜지스터(T6)가 턴-오프 되어, 제1 발광다이오드(De1)만이 발광하므로, 좌우 방향의 협시야 모드가 구현될 수 있다.
반면, 제2 발광신호(EM2)가 로우레벨 전압(Vl)일 때, 제6 트랜지스터(T6)가 턴-온 되어, 제1 및 제2 발광다이오드(De1, De2) 모두 발광하므로, 좌우 방향의 광시야 모드가 구현될 수 있다.
도 18은 본 발명의 제3 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 부화소를 도시한 회로도이다.
도 18에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 부화소는 구동 트랜지스터(DT), 제1 내지 제8 트랜지스터(T1 내지 T8), 스토리지 커패시터(Cst), 그리고 제1 및 제2발광다이오드(De1, De2)를 포함한다.
예를 들어, 구동 트랜지스터(DT)와 제1 내지 제8 트랜지스터(T1 내지 T8)는 P타입 일 수 있다.
구동 트랜지스터(DT)는 스토리지 커패시터(Cst)의 제1 전극의 전압에 따라 스위칭 되며, 제1 및 제2 트랜지스터(T1, T2)에 연결된다. 제1 트랜지스터(T1)는 제2 게이트신호(Scan2)에 따라 스위칭 되고, 데이터신호(Vdata)에 연결된다. 제2 트랜지스터(T2)는 제1 발광신호(EM1)에 따라 스위칭 되며, 고전위전압(VDD)에 연결된다. 제3 트랜지스터(T3)는 제2 게이트신호(Scan2)에 따라 스위칭 되며, 구동 트랜지스터(DT)에 연결된다. 제4 트랜지스터(T4)는 제1 발광신호(EM1)에 따라 스위칭 되며, 구동 트랜지스터(DT)에 연결된다. 제5 트랜지스터(T5)는 제1 게이트신호(Scan1)에 따라 스위칭 되며, 초기화신호(Vini)에 연결된다. 제6 트랜지스터(T6)는 제2 발광신호(EM2)에 따라 스위칭 되며, 제4 트랜지스터(T4)에 연결된다. 제7 트랜지스터(T7)는 제2 게이트신호(Scan2)에 따라 스위칭 되며, 초기화신호(Vini) 및 제6 트랜지스터(T6)에 연결된다. 제8 트랜지스터(T8)는 제3 발광신호(EM3)에 따라 스위칭 되며, 제4 트랜지스터(T4)에 연결된다.
스토리지 커패시터(Cst)는 고전위전압(VDD)과 데이터신호(Vdata) 및 문턱전압(Vth)을 저장하는데, 스토리지 커패시터(Cst)의 제1 전극은 구동 트랜지스터(DT)와 제3 트랜지스터(T3) 및 제5 트랜지스터(T5)에 연결되고, 제2 전극은 고전위전압(VDD)과 제2 트랜지스터(T2)에 연결된다.
제1 발광다이오드(De1)는 제6 및 제7 트랜지스터(T6, T7)와 저전위전압(VSS) 사이에 연결되고, 구동 트랜지스터(DT)의 전류에 비례하는 휘도의 빛을 방출한다. 제1 발광다이오드(De1)는 다수의 반구형 렌즈에 대응되도록 배치되고, 온 상태에서 좌우 방향의 협시야 모드를 구현하며, 오프 상태에서 좌우 방향의 광시야 모드를 구현할 수 있다.
제2 발광다이오드(De2)는 제8 트랜지스터(T8)와 저전위전압(VSS) 사이에 연결되고, 구동 트랜지스터(DT)의 전류에 비례하는 휘도의 빛을 방출한다. 제2 발광다이오드(De2)는 반원통형 렌즈에 대응되도록 배치되고, 온 상태에서 좌우 방향의 광시야 모드를 구현하며 오프 상태에서 좌우 방향의 협시야 모드를 구현할 수 있다.
도 19는 본 발명의 제3 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 부화소에 사용되는 다수의 신호를 도시한 파형도로, 도 18을 함께 참조하여 설명한다.
도 19에 도시한 바와 같이, 초기화 구간인 제1 시간구간(TP1) 동안, 제1 게이트신호(Scan1)는 로우레벨 전압(Vl)이 되고 제2 게이트신호(Scan2)와 제1 발광신호(EM1)는 하이레벨 전압(Vh)이 된다. 따라서, 제5 트랜지스터(T5)가 턴-온(turn-on) 되고 제1, 제2, 제3, 제4, 제7 트랜지스터(T1, T2, T3, T4, T7)가 턴-오프(turn-off) 되어, 스토리지 커패시터(Cst)가 초기화된다.
센싱구간인 제2 시간구간(TP2) 동안, 제2 게이트신호(Scan2)는 로우레벨 전압(Vl)이 되고 제1 게이트신호(Scan1)와 제1 발광신호(EM1)는 하이레벨 전압(Vh)이 된다. 따라서, 제1, 제3, 제7 트랜지스터(T1, T3, T7)가 턴-온 되고 제2, 제4, 제5 트랜지스터(T2, T4, T5)가 턴-오프 되어, 스토리지 커패시터(Cst)에 문턱전압(Vth)이 저장된다.
유지구간인 제3 시간구간(TP3) 동안, 제1 게이트신호(Scan1)와 제2 게이트신호(Scan2) 및 제1 발광신호(EM1)는 하이레벨 전압(Vh)이 된다. 따라서, 제1, 제2, 제3, 제4, 제5, 제7 트랜지스터(T1, T2, T3, T4, T5, T7)가 턴-오프 되어 스토리지 커패시터(Cst)에 저장된 문턱전압(Vth)이 유지된다.
발광구간인 제4 시간구간(TP4) 동안, 제1 게이트신호(Scan1)와 제2 게이트신호(Scan2)는 하이레벨 전압(Vh)이 되고 제1 발광신호(EM1)는 로우레벨 전압(Vl)이 된다. 따라서, 제1, 제3, 제5, 제7 트랜지스터(T1, T3, T5, T7)가 턴-오프 되고 제2, 제4 트랜지스터(T2, T4)가 턴-온 되어, 구동 트랜지스터(DT)에는 문턱전압(Vth)이 보상된 전류가 흐르고, 제2 및 제3 발광신호(EM2, EM3)에 따라 제6 및 제8 트랜지스터(T6, T8)가 독립적으로 온/오프(ON/OFF)됨으로써, 제1 및 제2 발광다이오드(De1, De2)는 구동 트랜지스터(DT)에 흐르는 전류에 대응되는 휘도의 빛을 방출한다.
여기서, 제2 발광신호(EM2)가 로우레벨 전압(Vl)이고 제3 발광신호(EM3)가 하이레벨 전압(Vh)일 때, 제6 트랜지스터(T6)는 턴-온 되고 제8 트랜지스터(T8)는 턴-오프 되어, 제1 발광다이오드(De1)만이 발광하므로, 좌우 방향의 협시야 모드가 구현될 수 있다.
반면, 제2 발광신호(EM2)가 하이레벨 전압(Vh)이고 제3 발광신호(EM3)가 로우레벨 전압(Vl)일 때, 제6 트랜지스터(T6)는 턴-오프 되고 제8 트랜지스터(T8)는 턴-온 되어, 제2 발광다이오드(De2)만이 발광하므로, 좌우 방향의 광시야 모드가 구현될 수 있다.
한편, 제2 및 제3 발광신호(EM2, EM3)가 로우레벨 전압(Vl)일 때, 제6 및 제8 트랜지스터(T6, T8) 모두 턴-온 되어, 제1 및 제2 발광다이오드(De1, De2) 모두 발광하므로, 좌우 방향의 광시야 모드가 구현될 수 있다.
도 20은 본 발명의 제4 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 부화소를 도시한 회로도이다. 본 발명의 제4 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 부화소는 제3 실시예의 부화소에 비해 실질적으로 제6 트랜지스터(도 18의 T6)가 생략되고, 제4 및 제7 트랜지스터(도 18의 T4, T7)의 연결이 다르다.
도 20에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제4 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 부화소는 구동 트랜지스터(DT), 제1 내지 제7 트랜지스터(T1 내지 T7), 스토리지 커패시터(Cst), 그리고 제1 및 제2발광다이오드(De1, De2)를 포함한다.
예를 들어, 구동 트랜지스터(DT)와 제1 내지 제7 트랜지스터(T1 내지 T7)는 P타입 일 수 있다.
구동 트랜지스터(DT)는 스토리지 커패시터(Cst)의 제1 전극의 전압에 따라 스위칭 되며, 제1 및 제2 트랜지스터(T1, T2)에 연결된다. 제1 트랜지스터(T1)는 제1 게이트신호(Scan1)에 따라 스위칭 되고, 데이터신호(Vdata)에 연결된다. 제2 트랜지스터(T2)는 제1 발광신호(EM1)에 따라 스위칭 되며, 고전위전압(VDD)에 연결된다. 제3 트랜지스터(T3)는 제2 게이트신호(Scan2)에 따라 스위칭 되며, 구동 트랜지스터(DT)에 연결된다. 제4 트랜지스터(T4)는 제1 발광신호(EM1)에 따라 스위칭 되며, 구동 트랜지스터(DT)에 연결된다. 제5 트랜지스터(T5)는 제1 게이트신호(Scan1)에 따라 스위칭 되며, 초기화신호(Vini)에 연결된다. 제6 트랜지스터(T6)는 제2 발광신호(EM2)에 따라 스위칭 되며, 제4 트랜지스터(T4)에 연결된다. 제7 트랜지스터(T7)는 제2 게이트신호(Scan2)에 따라 스위칭 되며, 초기화신호(Vini) 및 제6 트랜지스터(T6)에 연결된다.
스토리지 커패시터(Cst)는 고전위전압(VDD)과 데이터신호(Vdata) 및 문턱전압(Vth)을 저장하는데, 스토리지 커패시터(Cst)의 제1 전극은 구동 트랜지스터(DT)와 제3 트랜지스터(T3) 및 제5 트랜지스터(T5)에 연결되고, 제2 전극은 고전위전압(VDD)과 제2 트랜지스터(T2)에 연결된다.
제1 발광다이오드(De1)는 제4 트랜지스터(T4)와 저전위전압(VSS) 사이에 연결되고, 구동 트랜지스터(DT)의 전류에 비례하는 휘도의 빛을 방출한다. 제1 발광다이오드(De1)는 다수의 반구형 렌즈에 대응되도록 배치되고, 항상 온 상태가 되어 좌우 방향의 협시야 모드 또는 광시야 모드를 구현할 수 있다.
제2 발광다이오드(De2)는 제6, 제7 트랜지스터(T6, T7)와 저전위전압(VSS) 사이에 연결되고, 구동 트랜지스터(DT)의 전류에 비례하는 휘도의 빛을 방출한다. 제2 발광다이오드(De2)는 반원통형 렌즈에 대응되도록 배치되고, 온 상태에서 좌우 방향의 광시야 모드를 구현하며 오프 상태에서 좌우 방향의 협시야 모드를 구현할 수 있다.
도 21은 본 발명의 제4 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 부화소에 사용되는 다수의 신호를 도시한 파형도로, 도 20을 함께 참조하여 설명한다.
도 21에 도시한 바와 같이, 초기화 구간인 제1 시간구간(TP1) 동안, 제1 게이트신호(Scan1)는 로우레벨 전압(Vl)이 되고 제2 게이트신호(Scan2)와 제1 발광신호(EM1)는 하이레벨 전압(Vh)이 된다. 따라서, 제5 트랜지스터(T5)가 턴-온(turn-on) 되고 제1, 제2, 제3, 제4, 제7 트랜지스터(T1, T2, T3, T4, T7)가 턴-오프(turn-off) 되어, 스토리지 커패시터(Cst)가 초기화된다.
센싱구간인 제2 시간구간(TP2) 동안, 제2 게이트신호(Scan2)는 로우레벨 전압(Vl)이 되고 제1 게이트신호(Scan1)와 제1 발광신호(EM1)는 하이레벨 전압(Vh)이 된다. 따라서, 제1, 제3, 제7 트랜지스터(T1, T3, T7)가 턴-온 되고 제2, 제4, 제5 트랜지스터(T2, T4, T5)가 턴-오프 되어, 스토리지 커패시터(Cst)에 문턱전압(Vth)이 저장된다.
유지구간인 제3 시간구간(TP3) 동안, 제1 게이트신호(Scan1)와 제2 게이트신호(Scan2) 및 제1 발광신호(EM1)는 하이레벨 전압(Vh)이 된다. 따라서, 제1, 제2, 제3, 제4, 제5, 제7 트랜지스터(T1, T2, T3, T4, T5, T7)가 턴-오프 되어 스토리지 커패시터(Cst)에 저장된 문턱전압(Vth)이 유지된다.
발광구간인 제4 시간구간(TP4) 동안, 제1 게이트신호(Scan1)와 제2 게이트신호(Scan2)는 하이레벨 전압(Vh)이 되고 제1 발광신호(EM1)는 로우레벨 전압(Vl)이 된다. 따라서, 제1, 제3, 제5, 제7 트랜지스터(T1, T3, T5, T7)가 턴-오프 되고 제2, 제4 트랜지스터(T2, T4)가 턴-온 되어, 구동 트랜지스터(DT)에는 문턱전압(Vth)이 보상된 전류가 흐르고, 제1 발광다이오드(De1)는 구동 트랜지스터(DT)에 흐르는 전류에 대응되는 휘도의 빛을 방출하며, 제2발광신호(EM2)에 따라 제6 트랜지스터(T6)가 온/오프(ON/OFF)됨으로써, 제2 발광다이오드(De2)는 구동 트랜지스터(DT)에 흐르는 전류에 대응되는 휘도의 빛을 방출한다.
여기서, 제2 발광신호(EM2)가 하이레벨 전압(Vh)일 때, 제6 트랜지스터(T6)가 턴-오프 되어, 제1 발광다이오드(De1)만이 발광하므로, 좌우 방향의 협시야 모드가 구현될 수 있다.
반면, 제2 발광신호(EM2)가 로우레벨 전압(Vh)일 때, 제6 트랜지스터(T6)는 턴-온 되어, 제1 및 제2 발광다이오드(De1, De2) 모두 발광하므로, 좌우 방향의 광시야 모드가 구현될 수 있다.
도 22는 본 발명의 제5 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 부화소를 도시한 회로도이다.
도 22에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제5 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 부화소는 구동 트랜지스터(DT), 제1 내지 제11 트랜지스터(T1 내지 T11), 스토리지 커패시터(Cst), 그리고 제1 및 제2발광다이오드(De1, De2)를 포함한다.
예를 들어, 구동 트랜지스터(DT)와 제1 내지 제11 트랜지스터(T1 내지 T11)는 P타입 일 수 있다.
구동 트랜지스터(DT)는 스토리지 커패시터(Cst)의 제1 전극의 전압에 따라 스위칭 되며, 제1 및 제2 트랜지스터(T1, T2)에 연결된다. 제1 트랜지스터(T1)는 제2 게이트신호(Scan2)에 따라 스위칭 되고, 데이터신호(Vdata)에 연결된다. 제2 트랜지스터(T2)는 제1 발광신호(EM1)에 따라 스위칭 되며, 고전위전압(VDD)에 연결된다. 제3 트랜지스터(T3)는 제2 게이트신호(Scan2)에 따라 스위칭 되며, 구동 트랜지스터(DT)에 연결된다. 제4 트랜지스터(T4)는 제1 발광신호(EM1)에 따라 스위칭 되며, 구동 트랜지스터(DT)에 연결된다. 제5 트랜지스터(T5)는 제1 게이트신호(Scan1)에 따라 스위칭 되며, 초기화신호(Vini)에 연결된다. 제6 트랜지스터(T6)는 제2 발광신호(EM2)에 따라 스위칭 되며, 제4 트랜지스터(T4)에 연결된다. 제7 트랜지스터(T7)는 제2 게이트신호(Scan2)에 따라 스위칭 되며, 초기화신호(Vini) 및 제6 트랜지스터(T6)에 연결된다. 제8 트랜지스터(T8)는 제1 발광신호(EM1)에 따라 스위칭 되며, 고전위전압(VDD)에 연결된다. 제9 트랜지스터(T9)는 제2 게이트신호(Scan2)에 따라 스위칭 되며, 기준신호(Vref)에 연결된다. 제10 트랜지스터(T10)는 제1 게이트신호(Scan1)에 따라 스위칭 되며, 기준신호(Vref)에 연결된다. 제11 트랜지스터(T11)는 제3 발광신호(EM3)에 따라 스위칭 되며, 제4 트랜지스터(T4)에 연결된다.
스토리지 커패시터(Cst)는 고전위전압(VDD)과 데이터신호(Vdata) 및 문턱전압(Vth)을 저장하는데, 스토리지 커패시터(Cst)의 제1 전극은 구동 트랜지스터(DT)와 제3 트랜지스터(T3) 및 제5 트랜지스터(T5)에 연결되고, 제2 전극은 제8, 제9, 제10 트랜지스터(T8, T9, T10)에 연결된다.
제1 발광다이오드(De1)는 제6 및 제7 트랜지스터(T6, T7)와 저전위전압(VSS) 사이에 연결되고, 구동 트랜지스터(DT)의 전류에 비례하는 휘도의 빛을 방출한다. 제1 발광다이오드(De1)는 다수의 반구형 렌즈에 대응되도록 배치되고, 온 상태에서 좌우 방향의 협시야 모드를 구현하며, 오프 상태에서 좌우 방향의 광시야 모드를 구현할 수 있다.
제2 발광다이오드(De2)는 제11 트랜지스터(T11)와 저전위전압(VSS) 사이에 연결되고, 구동 트랜지스터(DT)의 전류에 비례하는 휘도의 빛을 방출한다. 제2 발광다이오드(De2)는 반원통형 렌즈에 대응되도록 배치되고, 온 상태에서 좌우 방향의 광시야 모드를 구현하며 오프 상태에서 좌우 방향의 협시야 모드를 구현할 수 있다.
도 23은 본 발명의 제5 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 부화소에 사용되는 다수의 신호를 도시한 파형도로, 도 22를 함께 참조하여 설명한다.
도 23에 도시한 바와 같이, 초기화 구간인 제1 시간구간(TP1) 동안, 제1 게이트신호(Scan1)는 로우레벨 전압(Vl)이 되고 제2 게이트신호(Scan2)와 제1 발광신호(EM1)는 하이레벨 전압(Vh)이 된다. 따라서, 제5, 제10 트랜지스터(T5, T10)가 턴-온(turn-on) 되고 제1, 제2, 제3, 제4, 제7, 제8, 제9 트랜지스터(T1, T2, T3, T4, T7, T8, T9)가 턴-오프(turn-off) 되어, 스토리지 커패시터(Cst)가 초기화된다.
센싱구간인 제2 시간구간(TP2) 동안, 제2 게이트신호(Scan2)는 로우레벨 전압(Vl)이 되고 제1 게이트신호(Scan1)와 제1 발광신호(EM1)는 하이레벨 전압(Vh)이 된다. 따라서, 제1, 제3, 제7, 제9 트랜지스터(T1, T3, T7, T9)가 턴-온 되고 제2, 제4, 제5, 제8, 제10 트랜지스터(T2, T4, T5, T8, T10)가 턴-오프 되어, 스토리지 커패시터(Cst)에 문턱전압(Vth)이 저장된다.
유지구간인 제3 시간구간(TP3) 동안, 제1 게이트신호(Scan1)와 제2 게이트신호(Scan2) 및 제1 발광신호(EM1)는 하이레벨 전압(Vh)이 된다. 따라서, 제1, 제2, 제3, 제4, 제5, 제7, 제8, 제9, 제10 트랜지스터(T1, T2, T3, T4, T5, T7, T8, T9, T10)가 턴-오프 되어 스토리지 커패시터(Cst)에 저장된 문턱전압(Vth)이 유지된다.
발광구간인 제4 시간구간(TP4) 동안, 제1 게이트신호(Scan1)와 제2 게이트신호(Scan2)는 하이레벨 전압(Vh)이 되고 제1 발광신호(EM1)는 로우레벨 전압(Vl)이 된다. 따라서, 제1, 제3, 제5, 제7, 제9, 제10 트랜지스터(T1, T3, T5, T7, T9, T10)가 턴-오프 되고 제2, 제4, 제8 트랜지스터(T2, T4, T8)가 턴-온 되어, 구동 트랜지스터(DT)에는 문턱전압(Vth)이 보상된 전류가 흐르고, 제2 및 제3 발광신호(EM2, EM3)에 따라 제6 및 제11 트랜지스터(T6, T11)가 독립적으로 온/오프(ON/OFF)됨으로써, 제1 및 제2 발광다이오드(De1, De2)는 구동 트랜지스터(DT)에 흐르는 전류에 대응되는 휘도의 빛을 방출한다.
여기서, 제2 발광신호(EM2)가 로우레벨 전압(Vl)이고 제3 발광신호(EM3)가 하이레벨 전압(Vh)일 때, 제6 트랜지스터(T6)는 턴-온 되고 제11 트랜지스터(T11)는 턴-오프 되어, 제1 발광다이오드(De1)만이 발광하므로, 좌우 방향의 협시야 모드가 구현될 수 있다.
반면, 제2 발광신호(EM2)가 하이레벨 전압(Vh)이고 제3 발광신호(EM3)가 로우레벨 전압(Vl)일 때, 제6 트랜지스터(T6)는 턴-오프 되고 제11 트랜지스터(T11)는 턴-온 되어, 제2 발광다이오드(De2)만이 발광하므로, 좌우 방향의 광시야 모드가 구현될 수 있다.
한편, 제2 및 제3 발광신호(EM2, EM3)가 로우레벨 전압(Vl)일 때, 제6 및 제11트랜지스터(T6, T11) 모두 턴-온 되어, 제1 및 제2 발광다이오드(De1, De2) 모두 발광하므로, 좌우 방향의 광시야 모드가 구현될 수 있다.
도 24는 본 발명의 제6 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 부화소를 도시한 회로도이다. 본 발명의 제6 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 부화소는 제5 실시예의 부화소에 비해 실질적으로 제6 트랜지스터(도 22의 T6)가 생략되고, 제4 및 제7 트랜지스터(도 22의 T4, T7)의 연결이 다르다.
도 24에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제6 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 부화소는 구동 트랜지스터(DT), 제1 내지 제10 트랜지스터(T1 내지 T10), 스토리지 커패시터(Cst), 그리고 제1 및 제2발광다이오드(De1, De2)를 포함한다.
예를 들어, 구동 트랜지스터(DT)와 제1 내지 제10 트랜지스터(T1 내지 T10)는 P타입 일 수 있다.
구동 트랜지스터(DT)는 스토리지 커패시터(Cst)의 제1 전극의 전압에 따라 스위칭 되며, 제1 및 제2 트랜지스터(T1, T2)에 연결된다. 제1 트랜지스터(T1)는 제2 게이트신호(Scan2)에 따라 스위칭 되고, 데이터신호(Vdata)에 연결된다. 제2 트랜지스터(T2)는 제1 발광신호(EM1)에 따라 스위칭 되며, 고전위전압(VDD)에 연결된다. 제3 트랜지스터(T3)는 제2 게이트신호(Scan2)에 따라 스위칭 되며, 구동 트랜지스터(DT)에 연결된다. 제4 트랜지스터(T4)는 제1 발광신호(EM1)에 따라 스위칭 되며, 구동 트랜지스터(DT)에 연결된다. 제5 트랜지스터(T5)는 제1 게이트신호(Scan1)에 따라 스위칭 되며, 초기화신호(Vini)에 연결된다. 제6 트랜지스터(T6)는 제2 발광신호(EM2)에 따라 스위칭 되며, 제4 트랜지스터(T4)에 연결된다. 제7 트랜지스터(T7)는 제2 게이트신호(Scan2)에 따라 스위칭 되며, 초기화신호(Vini) 및 제6 트랜지스터(T6)에 연결된다. 제8 트랜지스터(T8)는 제1 발광신호(EM1)에 따라 스위칭 되며, 고전위전압(VDD)에 연결된다. 제9 트랜지스터(T9)는 제2 게이트신호(Scan2)에 따라 스위칭 되며, 기준신호(Vref)에 연결된다. 제10 트랜지스터(T10)는 제1 게이트신호(Scan1)에 따라 스위칭 되며, 기준신호(Vref)에 연결된다.
스토리지 커패시터(Cst)는 고전위전압(VDD)과 데이터신호(Vdata) 및 문턱전압(Vth)을 저장하는데, 스토리지 커패시터(Cst)의 제1 전극은 구동 트랜지스터(DT)와 제3 트랜지스터(T3) 및 제5 트랜지스터(T5)에 연결되고, 제2 전극은 제8, 제9, 제10 트랜지스터(T8, T9, T10)에 연결된다.
제1 발광다이오드(De1)는 제4 트랜지스터(T4)와 저전위전압(VSS) 사이에 연결되고, 구동 트랜지스터(DT)의 전류에 비례하는 휘도의 빛을 방출한다. 제1 발광다이오드(De1)는 다수의 반구형 렌즈에 대응되도록 배치되고, 항상 온 상태가 되어 좌우 방향의 협시야 모드 또는 광시야 모드를 구현할 수 있다.
제2 발광다이오드(De2)는 제6, 제7 트랜지스터(T6, T7)와 저전위전압(VSS) 사이에 연결되고, 구동 트랜지스터(DT)의 전류에 비례하는 휘도의 빛을 방출한다. 제2 발광다이오드(De2)는 반원통형 렌즈에 대응되도록 배치되고, 온 상태에서 좌우 방향의 광시야 모드를 구현하며 오프 상태에서 좌우 방향의 협시야 모드를 구현할 수 있다.
도 25는 본 발명의 제6 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치의 부화소에 사용되는 다수의 신호를 도시한 파형도로, 도 24를 함께 참조하여 설명한다.
도 25에 도시한 바와 같이, 초기화 구간인 제1 시간구간(TP1) 동안, 제1 게이트신호(Scan1)는 로우레벨 전압(Vl)이 되고 제2 게이트신호(Scan2)와 제1 발광신호(EM1)는 하이레벨 전압(Vh)이 된다. 따라서, 제5, 제10 트랜지스터(T5, T10)가 턴-온(turn-on) 되고 제1, 제2, 제3, 제4, 제7, 제8, 제9 트랜지스터(T1, T2, T3, T4, T7, T8, T9)가 턴-오프(turn-off) 되어, 스토리지 커패시터(Cst)가 초기화된다.
센싱구간인 제2 시간구간(TP2) 동안, 제2 게이트신호(Scan2)는 로우레벨 전압(Vl)이 되고 제1 게이트신호(Scan1)와 제1 발광신호(EM1)는 하이레벨 전압(Vh)이 된다. 따라서, 제1, 제3, 제7, 제9 트랜지스터(T1, T3, T7, T9)가 턴-온 되고 제2, 제4, 제5, 제8, 제10 트랜지스터(T2, T4, T5, T8, T10)가 턴-오프 되어, 스토리지 커패시터(Cst)에 문턱전압(Vth)이 저장된다.
유지구간인 제3 시간구간(TP3) 동안, 제1 게이트신호(Scan1)와 제2 게이트신호(Scan2) 및 제1 발광신호(EM1)는 하이레벨 전압(Vh)이 된다. 따라서, 제1, 제2, 제3, 제4, 제5, 제7, 제8, 제9, 제10 트랜지스터(T1, T2, T3, T4, T5, T7, T8, T9, T10)가 턴-오프 되어 스토리지 커패시터(Cst)에 저장된 문턱전압(Vth)이 유지된다.
발광구간인 제4 시간구간(TP4) 동안, 제1 게이트신호(Scan1)와 제2 게이트신호(Scan2)는 하이레벨 전압(Vh)이 되고 제1 발광신호(EM1)는 로우레벨 전압(Vl)이 된다. 따라서, 제1, 제3, 제5, 제7, 제9, 제10 트랜지스터(T1, T3, T5, T7, T9, T10)가 턴-오프 되고 제2, 제4, 제8 트랜지스터(T2, T4, T8)가 턴-온 되어, 구동 트랜지스터(DT)에는 문턱전압(Vth)이 보상된 전류가 흐르고, 제1 발광다이오드(De1)는 구동 트랜지스터(DT)에 흐르는 전류에 대응되는 휘도의 빛을 방출하며, 제2 발광신호(EM2)에 따라 제6 트랜지스터(T6)가 온/오프(ON/OFF)됨으로써, 제2 발광다이오드(De2)는 구동 트랜지스터(DT)에 흐르는 전류에 대응되는 휘도의 빛을 방출한다.
여기서, 제2 발광신호(EM2)가 하이레벨 전압(Vh)일 때, 제6 트랜지스터(T6)는 턴-오프 되어, 제1 발광다이오드(De1)만이 발광하므로, 좌우 방향의 협시야 모드가 구현될 수 있다.
반면, 제2 발광신호(EM2)가 로우레벨 전압(Vl)일 때, 제6 트랜지스터(T6)는 턴-온 되어, 제1 및 제2 발광다이오드(De1, De2) 모두 발광하므로, 좌우 방향의 광시야 모드가 구현될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 시야각 전환 표시장치에서는, 내부 보상회로 분할 구동을 통해 좌우 방향의 광시야 모드 및 협시야 모드의 시야각 전환이 가능하다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 통상의 기술자는 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.
100: 표시패널 110: 기판
De1: 제1 발광다이오드 De2: 제2 발광다이오드
190: 인캡슐레이션층 210: 차광패턴
220: 광학 갭층 230: 렌즈층
232: 제1 렌즈 234: 제2 렌즈
240: 평탄화막 250: 편광층
SP1, SP2, SP3: 제1, 제2, 제3 부화소
EA1: 제1 발광부 EA2: 제2 발광부

Claims (18)

  1. 각각이 제1 발광부와 제2 발광부를 갖는 제1, 제2, 제3 부화소를 포함하는 표시패널과;
    상기 표시패널 상부에 배치되고, 상기 제1 발광부에 대응하는 제1 렌즈와 상기 제2 발광부에 대응하는 제2 렌즈를 포함하는 렌즈층
    을 포함하고,
    상기 제1 및 제3 부화소는 제1 방향으로 배치되고, 상기 제2 부화소는 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 상기 제1 및 제3 부화소에 인접하게 배치되는 시야각 전환 표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    다수의 제1 렌즈가 하나의 제1 발광부에 대응하고, 하나의 제2 렌즈가 다수의 제2 발광부에 대응하는 시야각 전환 표시장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 부화소의 제2 발광부와 상기 제3 부화소의 제2 발광부 사이에 상기 제1 및 제3 부화소의 제1 발광부가 위치하는 시야각 전환 표시장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 부화소의 제1 발광부는 상기 제1 및 제3 부화소의 제1 발광부와 상기 제2 방향으로 인접하게 배치되고, 상기 제2 부화소의 제2 발광부는 상기 제1 부화소의 제2 발광부와 상기 제2 방향으로 인접하게 배치되는 시야각 전환 표시장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 하나의 제2 렌즈는 상기 제1 부화소의 제2 발광부 및 상기 제2 부화소의 제2 발광부에 대응하고, 다른 하나의 제2 렌즈는 상기 제2 방향으로 인접한 상기 제3 부화소의 제2 발광부에 대응하는 시야각 전환 표시장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 렌즈는 반구형 렌즈이고, 상기 제2 렌즈는 반원통형 렌즈인 시야각 전환 표시장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2 부화소의 면적은 상기 제1 부화소의 면적보다 크고 상기 제3 부화소의 면적보다 작은 시야각 전환 표시장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2 부화소의 상기 제1 렌즈의 개수는 상기 제1 부화소의 상기 제1 렌즈의 개수보다 많고, 상기 제3 부화소의 상기 제1 렌즈의 개수보다 적은 시야각 전환 표시장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1, 제2, 제3 부화소의 각각은,
    고전위전압에 연결되는 구동 트랜지스터와;
    제1 게이트신호에 따라 스위칭 되며, 데이터신호에 연결되는 제1 트랜지스터와;
    제2 게이트신호에 따라 스위칭 되며, 상기 구동 트랜지스터에 연결되는 제2 트랜지스터와;
    제1 발광신호에 따라 스위칭 되며, 기준신호에 연결되는 제3 트랜지스터와;
    제2 발광신호에 따라 스위칭 되며, 상기 구동 트랜지스터에 연결되는 제4 트랜지스터와;
    상기 제2 게이트신호에 따라 스위칭 되며, 상기 기준신호 및 상기 제4 트랜지스터에 연결되는 제5 트랜지스터와;
    제3 발광신호에 따라 스위칭 되며, 상기 구동 트랜지스터에 연결되는 제6 트랜지스터와;
    상기 제2 게이트신호에 따라 스위칭 되며, 상기 기준신호 및 상기 제6 트랜지스터에 연결되는 제7 트랜지스터와;
    상기 구동 트랜지스터 및 제2 트랜지스터에 연결되는 제1 전극과 상기 제1, 제3 트랜지스터에 연결되는 제2 전극을 가지는 스토리지 커패시터와;
    상기 제4, 제5 트랜지스터와 저전위전압 사이에 연결되며, 상기 제1 발광부에 구비되는 제1 발광다이오드와;
    상기 제6, 제7 트랜지스터와 상기 저전위전압 사이에 연결되며, 상기 제2 발광부에 구비되는 제2 발광다이오드
    를 포함하는 시야각 전환 표시장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1, 제2, 제3 부화소의 각각에서, 상기 제1 발광다이오드의 제1 애노드 전극은 제1 컨택부를 통해 상기 제4, 제5 트랜지스터에 연결되고, 상기 제2 발광다이오드의 제2 애노드 전극은 제2 컨택부를 통해 제6, 제7 트랜지스터에 연결되며,
    상기 제3 부화소의 상기 제1 애노드 전극과 상기 제2 애노드 전극 사이에 상기 제3 부화소의 상기 제1 컨택부 및 상기 제2 컨택부가 위치하는 시야각 전환 표시장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1, 제2, 제3 부화소의 각각은,
    고전위전압에 연결되는 구동 트랜지스터와;
    제1 게이트신호에 따라 스위칭 되며, 데이터신호에 연결되는 제1 트랜지스터와;
    제2 게이트신호에 따라 스위칭 되며, 상기 구동 트랜지스터에 연결되는 제2 트랜지스터와;
    제1 발광신호에 따라 스위칭 되며, 기준신호에 연결되는 제3 트랜지스터와;
    상기 제1 발광신호에 따라 스위칭 되며, 상기 구동 트랜지스터에 연결되는 제4 트랜지스터와;
    상기 제2 게이트신호에 따라 스위칭 되며, 상기 기준신호에 연결되는 제5 트랜지스터와;
    제2 발광신호에 따라 스위칭 되며, 상기 구동 트랜지스터 및 상기 제5 트랜지스터에 연결되는 제6 트랜지스터와;
    상기 구동 트랜지스터 및 제2 트랜지스터에 연결되는 제1 전극과 상기 제1, 제3 트랜지스터에 연결되는 제2 전극을 가지는 스토리지 커패시터와;
    상기 제4 트랜지스터와 저전위전압 사이에 연결되며, 상기 제1 발광부에 구비되는 제1 발광다이오드와;
    상기 제5, 제6 트랜지스터와 상기 저전위전압 사이에 연결되며, 상기 제2 발광부에 구비되는 제2 발광다이오드
    를 포함하는 시야각 전환 표시장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1, 제2, 제3 부화소의 각각은,
    제2 게이트신호에 따라 스위칭 되며, 데이터신호에 연결되는 제1 트랜지스터와;
    제1 발광신호에 따라 스위칭 되며, 고전위전압에 연결되는 제2 트랜지스터와;
    상기 제1, 제2 트랜지스터에 연결되는 구동 트랜지스터와;
    상기 제2 게이트신호에 따라 스위칭 되며, 상기 구동 트랜지스터에 연결되는 제3 트랜지스터와;
    제1 발광신호에 따라 스위칭 되며, 상기 구동 트랜지스터에 연결되는 제4 트랜지스터와;
    제1 게이트신호에 따라 스위칭 되며, 초기화신호에 연결되는 제5 트랜지스터와;
    제2 발광신호에 따라 스위칭 되며, 상기 제4 트랜지스터에 연결되는 제6 트랜지스터와;
    상기 제2 게이트신호에 따라 스위칭 되며, 상기 초기화신호 및 상기 제6 트랜지스터에 연결되는 제7 트랜지스터와;
    제3 발광신호에 따라 스위칭 되며, 상기 제4 트랜지스터에 연결되는 제8 트랜지스터와;
    상기 구동 트랜지스터 및 상기 제3, 제5 트랜지스터에 연결되는 제1 전극과 상기 고전위전압과 상기 제2 트랜지스터에 연결되는 제2 전극을 가지는 스토리지 커패시터와;
    상기 제6, 제7 트랜지스터와 저전위전압 사이에 연결되며, 상기 제1 발광부에 구비되는 제1 발광다이오드와;
    상기 제8 트랜지스터와 상기 저전위전압 사이에 연결되며, 상기 제2 발광부에 구비되는 제2 발광다이오드
    를 포함하는 시야각 전환 표시장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제1, 제2, 제3 부화소의 각각은,
    제2 게이트신호에 따라 스위칭 되며, 데이터신호에 연결되는 제1 트랜지스터와;
    제1 발광신호에 따라 스위칭 되며, 고전위전압에 연결되는 제2 트랜지스터와;
    상기 제1, 제2 트랜지스터에 연결되는 구동 트랜지스터와;
    상기 제2 게이트신호에 따라 스위칭 되며, 상기 구동 트랜지스터에 연결되는 제3 트랜지스터와;
    제1 발광신호에 따라 스위칭 되며, 상기 구동 트랜지스터에 연결되는 제4 트랜지스터와;
    제1 게이트신호에 따라 스위칭 되며, 초기화신호에 연결되는 제5 트랜지스터와;
    제2 발광신호에 따라 스위칭 되며, 상기 제4 트랜지스터에 연결되는 제6 트랜지스터와;
    상기 제2 게이트신호에 따라 스위칭 되며, 상기 초기화신호 및 상기 제6 트랜지스터에 연결되는 제7 트랜지스터와;
    상기 구동 트랜지스터 및 상기 제3, 제5 트랜지스터에 연결되는 제1 전극과 상기 고전위전압과 상기 제2 트랜지스터에 연결되는 제2 전극을 가지는 스토리지 커패시터와;
    상기 제4 트랜지스터와 저전위전압 사이에 연결되며, 상기 제1 발광부에 구비되는 제1 발광다이오드와;
    상기 제6, 제7 트랜지스터와 상기 저전위전압 사이에 연결되며, 상기 제2 발광부에 구비되는 제2 발광다이오드
    를 포함하는 시야각 전환 표시장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제1, 제2, 제3 부화소의 각각은,
    제2 게이트신호에 따라 스위칭 되며, 데이터신호에 연결되는 제1 트랜지스터와;
    제1 발광신호에 따라 스위칭 되며, 고전위전압에 연결되는 제2 트랜지스터와;
    상기 제1, 제2 트랜지스터에 연결되는 구동 트랜지스터와;
    상기 제2 게이트신호에 따라 스위칭 되며, 상기 구동 트랜지스터에 연결되는 제3 트랜지스터와;
    제1 발광신호에 따라 스위칭 되며, 상기 구동 트랜지스터에 연결되는 제4 트랜지스터와;
    제1 게이트신호에 따라 스위칭 되며, 초기화신호에 연결되는 제5 트랜지스터와;
    제2 발광신호에 따라 스위칭 되며, 상기 제4 트랜지스터에 연결되는 제6 트랜지스터와;
    상기 제2 게이트신호에 따라 스위칭 되며, 상기 초기화신호 및 상기 제6 트랜지스터에 연결되는 제7 트랜지스터와;
    상기 제1 발광신호에 따라 스위칭 되며, 상기 고전위전압에 연결되는 제8 트랜지스터와;
    상기 제2 게이트신호에 따라 스위칭 되며, 기준신호에 연결되는 제9 트랜지스터와;
    상기 제1 게이트신호에 따라 스위칭 되며, 상기 기준신호에 연결되는 제10 트랜지스터와;
    제3 발광신호에 따라 스위칭 되며, 상기 제4 트랜지스터에 연결되는 제11 트랜지스터와;
    상기 구동 트랜지스터 및 상기 제3, 제5 트랜지스터에 연결되는 제1 전극과 상기 제8, 제9, 제10 트랜지스터에 연결되는 제2 전극을 가지는 스토리지 커패시터와;
    상기 제6, 제7 트랜지스터와 저전위전압 사이에 연결되며, 상기 제1 발광부에 구비되는 제1 발광다이오드와;
    상기 제11 트랜지스터와 상기 저전위전압 사이에 연결되며, 상기 제2 발광부에 구비되는 제2 발광다이오드
    를 포함하는 시야각 전환 표시장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 제1, 제2, 제3 부화소의 각각은,
    제2 게이트신호에 따라 스위칭 되며, 데이터신호에 연결되는 제1 트랜지스터와;
    제1 발광신호에 따라 스위칭 되며, 고전위전압에 연결되는 제2 트랜지스터와;
    상기 제1, 제2 트랜지스터에 연결되는 구동 트랜지스터와;
    상기 제2 게이트신호에 따라 스위칭 되며, 상기 구동 트랜지스터에 연결되는 제3 트랜지스터와;
    제1 발광신호에 따라 스위칭 되며, 상기 구동 트랜지스터에 연결되는 제4 트랜지스터와;
    제1 게이트신호에 따라 스위칭 되며, 초기화신호에 연결되는 제5 트랜지스터와;
    제2 발광신호에 따라 스위칭 되며, 상기 제4 트랜지스터에 연결되는 제6 트랜지스터와;
    상기 제2 게이트신호에 따라 스위칭 되며, 상기 초기화신호 및 상기 제6 트랜지스터에 연결되는 제7 트랜지스터와;
    상기 제1 발광신호에 따라 스위칭 되며, 상기 고전위전압에 연결되는 제8 트랜지스터와;
    상기 제2 게이트신호에 따라 스위칭 되며, 기준신호에 연결되는 제9 트랜지스터와;
    상기 제1 게이트신호에 따라 스위칭 되며, 상기 기준신호에 연결되는 제10 트랜지스터와;
    상기 구동 트랜지스터 및 상기 제3, 제5 트랜지스터에 연결되는 제1 전극과 상기 제8, 제9, 제10 트랜지스터에 연결되는 제2 전극을 가지는 스토리지 커패시터와;
    상기 제4 트랜지스터와 저전위전압 사이에 연결되며, 상기 제1 발광부에 구비되는 제1 발광다이오드와;
    상기 제6, 제7 트랜지스터와 상기 저전위전압 사이에 연결되며, 상기 제2 발광부에 구비되는 제2 발광다이오드
    를 포함하는 시야각 전환 표시장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 표시패널과 상기 렌즈층 사이에 차광패턴을 더 포함하며,
    상기 차광패턴은 상기 제1 발광부 사이와 상기 제2 발광부 사이, 그리고 상기 제1 및 제2 발광부 사이에 대응되는 시야각 전환 표시장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 차광패턴은 교차하는 다수의 송신전극과 다수의 수신전극을 포함하는 터치전극인 시야각 전환 표시장치.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 렌즈층 상부에 배치되고 선형편광층과 위상차층을 포함하는 편광층을 더 포함하는 시야각 전환 표시장치.
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