KR102226426B1

KR102226426B1 - 투명표시장치

Info

Publication number: KR102226426B1
Application number: KR1020130161013A
Authority: KR
Inventors: 성미린; 노영훈
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2013-12-23
Filing date: 2013-12-23
Publication date: 2021-03-10
Anticipated expiration: 2033-12-23
Also published as: KR20150073388A

Abstract

본 발명은 투명표시장치에 관한 것으로, 투과모드 및 비투과모드를 구현할 수 있는 투명표시장치에 관한 것이다.
본 발명의 특징은 투명표시장치의 디스플레이패널의 배면에 위치하여, 흑색입자의 움직임을 통해 빛을 반사시키거나 투과시키는 광셔터의 역할을 하는 광변환필름의 흑색입자가 220 ~ 280nm의 사이즈를 갖도록 형성하는 것이다.
이를 통해, 흑색입자의 응집이 발생하는 것을 방지하여 흑색입자의 제어를 용이하게 할 수 있어, 광변환필름의 차광율 저하 없이 구동안정성과 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Description

투명표시장치{Transparent crystal display device}

본 발명은 투명표시장치에 관한 것으로, 투과모드 및 비투과모드를 구현할 수 있는 투명표시장치에 관한 것이다.

근래에 들어 사회가 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라 대량의 정보를 처리 및 표시하는 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응하여 여러 가지 다양한 평판형 표시장치(flat display device)가 개발되어 각광받고 있다.

이 같은 평판형 표시장치의 구체적인 예로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display device : LCD), 플라즈마표시장치(Plasma Display Panel device : PDP), 전계방출표시장치(Field Emission Display device : FED), 전기발광표시장치(Electroluminescence Display device : ELD), 유기발광소자(organic light emitting diodes : OLED) 등을 들 수 있는데, 이들 평판형 표시장치는 박형화, 경량화, 저소비전력화의 우수한 성능을 보여 기존의 브라운관(Cathode Ray Tube : CRT)을 빠르게 대체하고 있다.

이러한 평판형 표시장치는 고화질, 초박형, 경량화 및 시야각이 넓고 대면적화에 유리한 장점을 갖는다.

한편, 최근에는 도 1에 도시한 바와 같이 특성상 사용자가 평판형 표시장치를 투과해 반대편에 위치한 사물 또는 이미지를 볼 수 있는 투명표시장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

이러한 투명표시장치는 공간활용성, 인테리어 및 디자인의 장점을 가지며, 다양한 응용분야를 가질 수 있다.

특히, 투명표시장치는 반대편에 위치하는 사물 또는 이미지를 선명하게 구별하는 동시에 액정표시장치로부터 구현되는 화상을 보다 선명하게 구현할 수 있는 투명 액정표시장치가 요구되어지고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 투명표시장치로부터 구현되는 화상을 보다 선명하게 구현하고자 하는 것을 제 1 목적으로 한다.

이를 통해, 투명표시장치의 표시품질 및 신뢰성을 향상시키고자 하는 것을 제 2 목적으로 한다.

전술한 바와 같이 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 화상을 구현하는 디스플레이패널과; 상기 디스플레이패널로부터 빛의 방출되는 방향의 반대측에 위치하며, 선택적으로 빛을 투과하거나 반사시키는 광변환필름(conversion film)을 포함하며, 상기 광변환필름은 상부 및 하부필름과, 상기 상부 및 하부필름의 각 내측면에 형성되는 상부 및 하부전극과, 상기 상부 및 하부전극 사이로 용매와 양(+) 또는 음(-)의 전하로 하전되어 단일 극성을 가지며 220 ~ 280nm의 사이즈를 갖는 흑색입자들이 분산된 전자잉크층을 포함하는 투명표시장치를 제공한다.

이때, 상기 흑색입자는 카본 블랙, 티탄 블랙, 철흑(鐵黑)를 포함하는 무기 안료나, 아닐린 블랙을 포함하는 유기 안료 중 선택된 하나로 이루어지며, 상기 디스플레이패널은 구동 및 스위칭 박막트랜지스터를 포함하는 기판과, 상기 기판 상에 형성된 유기발광다이오드와, 인캡기판을 포함한다.

그리고, 상기 전자잉크층은 각 화소영역 별 표시영역과 투과영역 별로 격벽을 통해 나뉘어 형성된다.

위에 상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 투명표시장치의 디스플레이패널의 배면에 위치하여, 흑색입자의 움직임을 통해 빛을 반사시키거나 투과시키는 광셔터의 역할을 하는 광변환필름의 흑색입자가 220 ~ 280nm의 사이즈를 갖도록 형성함으로써, 이를 통해, 흑색입자의 응집이 발생하는 것을 방지하여 흑색입자의 제어를 용이하게 할 수 있어, 광변환필름의 차광율 저하 없이 구동안정성과 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

이를 통해, 휘도의 손실(loss)없이 화상을 구현하도록 함으로써, 화상의 휘도를 향상시킬 수 있는 효과가 있으며, 고품위의 표시품질을 제공할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 투명표시장치를 나타낸 사진.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 투명표시장치를 개략적으로 도시한 단면도.
도 3a ~ 3b는 본 발명의 실시예에 따른 광변환필름의 서로 다른 전기영동 상태를 나타낸 개략도.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 투명표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.

도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 투명표시장치(100)는 크게 화상을 구현하기 위한 디스플레이패널(110)과, 디스플레이패널(110)의 배면에 위치하는 광변환필름(200)으로 이루어진다.

여기서, 디스플레이패널(110)은 액정표시장치(Liquid Crystal Display device : LCD), 플라즈마표시장치(Plasma Display Panel device : PDP), 전계방출표시장치(Field Emission Display device : FED), 전기발광표시장치(Electroluminescence Display device : ELD), 유기발광소자(Organic Light Emitting Diodes : OLED) 중의 하나로 이루어질 수 있는데, 종이처럼 휘어져도 표시성능을 그대로 유지할 수 있는 플렉서블(flexible) 표시장치의 대표주자인 OLED를 사용하는 것이 바람직하다.

OLED는 자발광소자로서, 비발광소자인 액정표시장치에 사용되는 백라이트가 필요하지 않기 때문에 경량 박형이 가능하다.

그리고, 액정표시장치에 비해 시야각 및 대비비가 우수하며, 소비전력 측면에서도 유리하며, 직류 저전압 구동이 가능하고, 응답속도가 빠르며, 내부 구성요소가 고체이기 때문에 외부충격에 강하고, 사용 온도범위도 넓은 장점을 가지고 있다.

특히, 제조공정이 단순하기 때문에 생산원가를 기존의 액정표시장치 보다 많이 절감할 수 있는 장점이 있다.

이러한 OLED로 이루어지는 디스플레이패널(110)은 기판(101)과, 기판(101)과 마주하는 인캡기판(102)으로 구성되며, 기판(101)과 인캡기판(102)은 서로 이격되어 합착된다.

이에 대해 좀더 자세히 살펴보면, OLED로 이루어지는 디스플레이패널(110)은 발광된 빛의 투과방향에 따라 상부 발광방식(top emission type)과 하부 발광방식(bottom emission type)으로 나뉘게 되는데, 이하 본 발명에서는 상부 발광방식을 일예로 설명하도록 하겠다.

도시한 바와 같이, OLED로 이루어지는 디스플레이패널(110)은 화소영역(S) 에 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)와 유기발광다이오드(E)가 형성된다.

이때, 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)가 형성되는 기판(101)과, 기판(101)과 마주하는 인캡슐레이션을 위한 인캡기판(102)은 서로 이격되어 이의 가장자리부를 실패턴(seal pattern : 미도시)을 통해 봉지되어 합착된다.　

이때, 기판(101)과 인캡기판(102)은 모두 투명한 재질로 이루어진다.

화소영역(S)의 기판(101) 상에는 반도체층(103)이 형성되는데, 반도체층(103)은 실리콘으로 이루어지며 그 중앙부는 채널을 이루는 액티브영역(103b) 그리고 액티브영역(103b) 양측면으로 고농도의 불순물이 도핑된 소스 및 드레인영역(103a, 103c)으로 구성된다.

이러한 반도체층(103) 상부로는 게이트절연막(105)이 형성되어 있으며, 게이트절연막(105) 상부로는 반도체층(103)의 액티브영역(103b)에 대응하여 게이트전극(107)과 도면에 나타내지 않았지만 일방향으로 연장하는 게이트배선(미도시)이 형성되어 있다.

그리고, 게이트전극(107)과 게이트배선(미도시)의 상부 전면에 제 1 층간절연막(109a)이 형성되어 있으며, 이때 제 1 층간절연막(109a)과 그 하부의 게이트절연막(105)은 액티브영역(103b) 양측면에 위치한 소스 및 드레인영역(103a, 103c)을 각각 노출시키는 제 1및 2 반도체층 콘택홀(111a, 111b)을 구비한다.　

다음으로, 제 1및 2 반도체층 콘택홀(111a, 111b)을 포함하는 제 1 층간절연막(109a) 상부로는 서로 이격하며 제 1 및 2 반도체층 콘택홀(111a, 111b)을 통해 노출된 소스 및 드레인영역(103a, 103c)과 각각 접촉하는 소스 및 드레인전극(113, 115)이 형성되어 있다.

그리고, 소스 및 드레인전극(113, 115)과 두 전극(113, 115) 사이로 노출된 제 1 층간절연막(109a) 상부로 드레인전극(115)을 노출시키는 드레인콘택홀(117)을 갖는 제 2 층간절연막(109b)이 형성되어 있다.

이때, 게이트절연막(105)과 제 1 및 제 2 층간절연막(109a, 109b)은 빛을 투과시킬 수 있는 투명한 재질로 이루어진다.

여기서, 소스 및 드레인전극(113, 115)과 이들 전극(113, 115)과 접촉하는 소스 및 드레인영역(103a, 103c)을 포함하는 반도체층(103)과 반도체층(103) 상부에 형성된 게이트절연막(105) 및 게이트전극(107)은 구동 박막트랜지스터(DTr)를 이루게 된다.

이때 도면에 나타나지 않았지만, 게이트배선(미도시)과 교차하여 화소영역(S)을 정의하는 데이터배선(미도시)이 형성되어 있다. 그리고, 스위칭 박막트랜지스터(미도시)는 구동 박막트랜지스터(DTr)와 동일한 구조로, 구동 박막트랜지스터(DTr)와 연결된다.

그리고, 스위칭 및 구동 박막트랜지스터(미도시, DTr)는 도면에서는 반도체층(103)이 폴리실리콘 반도체층으로 이루어진 탑 게이트(top gate) 타입을 예로서 보이고 있으며, 이의 변형예로서 순수 및 불순물의 비정질질실리콘으로 이루어진 보텀 케이트(bottom gate) 타입으로 형성될 수도 있다.

또한, 제 2 층간절연막(109b) 상부에는 유기발광다이오드(E)를 구성하는 제 1 전극(121)과 유기발광층(123) 그리고 제 2 전극(125)이 순차적으로 형성되어 있다.

제 1 전극(121)은 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인전극(115)과 연결된다.

이러한 제 1 전극(121)은 각 화소영역(SP)의 표시영역(B) 별로 형성되는데, 각 화소영역(SP)의 표시영역(B)의 가장자리에는 뱅크(bank : 119)가 위치한다.

그리고 제 1 전극(121)의 상부에 유기발광층(123)이 형성되어 있다.

여기서, 유기발광층(123)은 발광물질로 이루어진 단일층으로 구성될 수도 있으며, 발광 효율을 높이기 위해 정공주입층(hole injection layer), 정공수송층(hole transport layer), 발광층(emitting material layer), 전자수송층(electron transport layer) 및 전자주입층(electron injection layer)의 다중층으로 구성될 수도 있다.

이러한 유기발광층(123)은 적(R), 녹(G), 청(B)의 색을 표현하게 되는데, 일반적인 방법으로는 각 서브화소영역(SP)의 표시영역(B) 마다 적(R), 녹(G), 청(B)색을 발광하는 별도의 유기물질을 패턴하여 사용한다.

그리고, 유기발광층(123)의 상부로는 제 2 전극(125)이 형성되어 있다.

제 1 전극(121)과 제 2 전극(125)은 각각 캐소드(cathode) 전극과 애노드(anode) 전극의 역할을 하고 있다.

이러한 유기발광다이오드(E)의 유기발광층(123)에서 발광된 빛은 제 2 전극(125)을 향해 방출되는 상부 발광방식으로 구동된다.

따라서 발광된 빛은 제 2 전극(125)을 통과하여 외부로 나가게 되므로, OLED(100)의 화소영역(S)은 임의의 화상을 구현하게 된다.

이때, 본 발명의 실시예에 따른 OLED로 이루어지는 디스플레이패널(110)은 화상이 구현되는 빛의 투과방향의 반대측 즉, 기판(101)의 배면으로 광변환필름(conversion film : 200)을 더욱 구비하는 것을 특징으로 한다.

광변환필름(200)은 상, 하부필름(201, 202)이 서로 이격되어 이의 가장자리부를 실패턴(미도시)을 통해 봉지되어 합착되어 있으며, 실패턴(미도시)으로 둘러싸인 영역에는 음(-)의 전하로 하전되어 단일 극성을 갖는 흑색입자(210)들이 분산된 전자잉크층이 구비된다.

여기서, 전자잉크층은 음(-)의 전하로 하전되어 단일 극성을 갖는 흑색입자(210)가 용매에 분산된 형태를 갖는 잉크형으로 이루어지거나, 또는 음(-)의 전하로 하전되어 단일 극성을 갖는 흑색입자(210)가 공기나 불활성기체 내에 분산된 형태를 갖는 건식 방식의 토너형으로 이루어질 수 있다.

흑색입자(210)는 카본 블랙, 티탄 블랙, 철흑(鐵黑) 등의 무기 안료나, 아닐린 블랙 등의 유기 안료 등으로 구성되는 입자로 이루어지거나, 또는 이들의 혼합물 등을 사용함으로써, 화상이 구현되는 반대측으로 빠져나가 손실되는 빛을 모두 흡수함으로서 휘도의 손실(loss)없이 화상이 구현되도록 할 수 있다.

여기서, 흑색입자(210)는 220 ~ 280nm의 사이즈를 갖도록 형성된다.

이를 통해, 본 발명의 광변환필름(200)은 흑색입자(210)를 용이하게 제어할 수 있어, 고신뢰성을 가질 수 있으며, 구동 안정성을 향상시킬 수 있다. 이에 대해 추후 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다.

이때, 광변환필름(200)은 상, 하부필름(201, 202) 각각의 내측면에 상, 하부전극(205, 207)이 형성되어 있는데, 상부전극(205)은 투명한 전도성 물질, 통상적으로 인듐-틴-옥사이드(Indium Tin Oxide : ITO)나 또는 기타 투명한 전도성 고분자 물질로 이루어질 수 있으며 바람직하게는 수천 Å정도의 두께를 가진다.

그리고, 하부전극(207)은 알루미늄(Al) 재질로 이루어질 수 있는데, 바람직하게는 수천 Å정도의 두께를 가진다.

이와 같이, 상부전극(205)을 투명전극으로 형성하고 하부전극(207)을 알루미늄 재질로 형성함으로써, 광변환필름(200)은 높은 차광 효율과 낮은 저항을 갖게 된다.

이때, 하부전극(207) 상부로는 알루미늄 재질로 이루어지는 하부전극(207)이 산화되는 것을 방지하는 동시에 흑색입자(210)가 하부전극(207)에 붙어 구동 신뢰성에 영향을 미치지 않도록 하기 위하여 절연막(203)이 형성된다.

이러한 광변환필름(200)은 흑색입자(210)가 상, 하부전극(205, 207)에 의해 움직임이 조절됨으로써, 광변환필름(200)은 흑색입자(210)의 움직임을 통해 빛을 반사시키거나 투과시키는 광셔터의 역할을 하게 된다.

이와 같은 광변환필름(200)은 투명표시장치(100)의 디스플레이패널(110)이 스위치 오프(off) 상태일 때에는 투과모드로 동작하여 투명표시장치(100)의 반대편에 위치하는 사물 또는 이미지가 투과되도록 하며, 투명표시장치(100)가 디스플레이패널(110)을 통해 화상을 구현할 때에는 광변환필름(200)이 반사모드로 동작하여, 화상이 구현되는 반대측으로 나가 소멸되는 빛을 반사시키게 된다.

광변환필름(200)에 의해 반사된 빛은 화상이 구현되는 측으로 반사됨에 따라, 화상의 휘도가 향상되게 된다.

이를 통해, 본 발명의 실시예에 따른 투명표시장치(100)는 고휘도의 화상을 구현할 수 있다.

특히, 본 발명의 광변환필름(200)은 흑색입자(210)를 220 ~ 280nm의 사이즈를 갖도록 형성함으로써, 흑색입자(210)를 용이하게 제어할 수 있어, 신뢰성 및 구동 안정성을 향상시킬 수 있다.

도 3a ~ 3b는 본 발명의 실시예에 따른 광변환필름(200)의 서로 다른 전기영동 상태를 나타낸 개략도이다.

도 3a에 도시한 바와 같이, 디스플레이패널(110)의 스위치가 온(on)되면, 광변환필름(200)의 상부전극(205)이 +V, 하부전극(207)이 -V로 대전되어 있고, 그 결과 음(-)전하를 띤 흑색입자(210)는 상부전극(205) 방향으로 집중되어, 상부전극(205)의 표면으로 이동하여 넓게 퍼진형태를 이루게 된다.

따라서, 디스플레이패널(110)이 화상을 구현하는 과정에서, 유기발광다이오드(E)의 유기발광층(123)으로부터 발광된 빛이 제 2 전극(125)을 향해 방출되어, 화상이 구현되는 빛의 투과방향과 반대측 방향으로 투과되는 빛은 상부전극(205)의 표면으로 넓게 퍼져 형성된 흑색입자(210)의 반사막에 의해 화상이 구현되는 빛의 투과방향으로 반사되어, 화상이 구현되는 빛의 투과방향으로 출사하게 된다.

이를 통해, 화상은 보다 높은 고휘도를 갖게 된다.

반면, 도 3b는 이와 반대되는 경우로서 디스플레이패널(110)의 스위치가 오프(off)되면, 광변환필름(200)의 상부전극(205)이 -V, 하부전극(207)이 +V로 대전되었을 경우에 음(-)전하를 띤 흑색입자(210)는 하부전극(207) 방향으로 끌려 치우쳐, 하부전극(207) 상에 흑색입자(210)가 집중된다.

그 결과, 하부전극(207)이 형성되지 않는 영역을 통해 빛이 투과되어, 디스플레이패널(110)은 모두 반대편에 위치하는 사물 또는 이미지가 투과된다.

여기서, 본 발명의 실시예에 따른 투명표시장치(100)는 광변환필름(200)의 흑색입자(210)가 220 ~ 280nm의 사이즈를 갖도록 형성함으로써, 흑색입자(210)를 용이하게 제어할 수 있다.

이에 대해 좀더 자세히 살펴보면, 흑색입자(210)의 제어는 광변환필름(200)의 구동 안정성과 신뢰성에 영향을 주게 된다.

이러한 흑색입자(210)는 150nm의 작은 사이즈를 가질 경우 입자의 표면에너지와 반데르발스 힘(van der waals force)이 높아 입자들 간의 응집이 발생하게 된다.

즉, 도 4에 도시한 바와 같이 광변환필름(200)에 전압을 인가하여 흑색입자(210)의 유동을 살펴보면, 흑색입자(210)간에 서로 응집에 의해 뭉쳐져 있는 것을 확인 할 수 있다.

이와 같이, 흑색입자(210)에 응집이 발생할 경우 별도의 물질적인 힘을 가하지 않는 한은 그 상태를 유지하려 하므로, 입자 제어에 어려움을 갖게 된다.

특히, 입자의 사이즈가 작을 경우 직류(DC)전압 평가에서 초기 직류전압값과 마지막 직류전압값의 격차가 커서 입자제어를 통한 고 신뢰성을 얻기 어렵게 된다. 이는 광변환필름(200)의 구동 안정성을 낮추는데 큰 영향을 미치게 된다.

따라서, 이와 같은 흑색입자(210)의 응집을 방지하기 위하여, 흑색입자(210)의 사이즈를 크게 형성할 수 있는데, 흑색입자(210)의 크기를 크게 형성할 경우에는 차광률이 저하되게 되는 문제점을 야기하게 된다.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 투명표시장치는 광변환필름(200)의 흑색입자(210)를 220 ~ 280nm를 갖도록 형성함으로써, 입자 들 간의 응집이 발생하는 것을 방지할 수 있으면서도 차광률이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

No	size	ΔT_AC	ΔT_DC
1	158nm	0.4%	-22.0%
2	185nm	1.1%	-18.0%
3	249nm	1.0%	-1.6%
4	383nm	1.0%	-4.0%

위의 표(1)은 흑색입자(210)의 사이즈별 광변환필름(200)의 구동 안정성을 측정한 실험결과로서, 위의 표(1)에서, ΔT_AC는 광변환필름(200)으로 교류(AC)전압을 인가하였을 때 초기 진폭의 변화율과 마지막 진폭의 변화율의 차를 나타낸 것이며, ΔT_DC 는 광변환필름(200)으로 직류(DC)전압을 인가하였을 때 초기 직류전압값과 24시간 후의 직류전압값의 차를 나타낸 것이다.

광변환필름(200)은 ΔT_AC와 ΔT_DC가 0%에 가까울수록 구동 안정성이 향상되게 된다.

위의 표(1)을 참조하면, 흑색입자(210)의 사이즈가 커지는 광변환필름(200)일수록 ΔT_AC 와 ΔT_DC가 0%에 가까워지는 것을 확인할 수 있다.

그리고, 입자의 사이즈가 158nm로 작은 광변환필름(200)의 경우 ΔT_DC가 큰 것을 확인할 수 있다. 이는 입자제어가 어려움을 야기하게 된다.

즉, 흑색입자(210)는 사이즈가 커질수록 흑색입자(210) 간에 응집이 발생하는 것을 방지할 수 있어, 교류전압 평가와 직류전압 평가에서 우수한 효율을 갖게 되고, 이는 결국 입자 제어가 용이함을 의미한다.

그런데, 흑색입자(210)의 사이즈가 383nm 인 광변환필름(200)의 경우에는 ΔT_DC가 높아지는 것을 확인할 수 있다. 이는 흑색입자(210)의 사이즈가 무한대로 큰 것 보다는 흑색입자(210)가 249nm 대의 사이즈를 유지하는 것이 입자 제어가 용이함을 의미한다.

No	size	투과율(%)	차광율(%)
1	158nm	76	77
2	185nm	75	75
3	249nm	75	78
4	383nm	75	69

위의 표(2)는 흑색입자(210)의 사이즈별 광변환필름(200)의 투과율과 차광율을 측정한 실험결과로서, 광변환필름(200)은 흑색입자(210)의 사이즈가 작을수록 광변환필름(200)의 투과율가 차광율이 높아지게 되는데, 흑색입자(210)가 249nm의 사이즈를 갖는 광변환필름(200)의 경우 투과율과 차광율이 작은 사이즈의 158nm를 갖는 흑색입자(210)를 포함하는 광변환필름(200)의 투과율과 차광율과 큰 차이를 갖지 않는 것을 확인할 수 있다.

오히려, 차광율에 있어서는 249nm의 사이즈를 갖는 흑색입자(210)를 포함하는 광변환필름(200)이 158nm의 사이즈를 갖는 흑색입자(210)를 포함하는 광변환필름(200)에 비해 차광율이 더욱 향상된 것을 확인할 수 있다.

그리고, 흑색입자(210)의 사이즈가 383nm의 큰 사이즈를 가지는 광변환필름(200)의 경우 차광율이 낮아지는 것을 확인할 수 있는데, 이는 흑색입자(210)가 큰 사이즈를 가지므로, 흑색입자(210) 사이의 빈 영역이 넓어지게 되므로 일부 빛이 이의 영역을 통해 투과되기 때문이다.

이를 정리하면, 광변환필름(200)의 흑색입자(210)는 입자 제어의 용이성을 향상시키기 위하여 249nm 대의 사이즈를 유지하는 동시에 383nm의 사이즈보다 작게 형성되어 차광율이 저하되는 것을 방지하는 것이 바람직하다.

따라서, 광변환필름(200)은 입자제어의 용이성 및 높은 차광율을 구현하기 위하여 흑색입자(210)의 사이즈를 220 ~ 280nm로 형성하는 것이다.

따라서, 흑색입자(210)의 제어가 용이하여 광변환필름(200)의 구동 안정성과 신뢰성을 향상시키게 된다.

특히, 광변환필름(200)의 차광율이 저하되는 것을 방지할 수 있어, 디스플레이패널(110)이 화상을 구현하는 과정에서, 화상이 구현되는 빛의 투과방향과 반대측 방향으로 투과되는 빛이 흑색입자(210)의 반사막에 의해 빛의 투과방향으로 반사되는 반사량이 저하되는 것을 방지할 수 있어, 디스플레이패널에서 구현되는 화상이 고휘도를 갖도록 형성할 수 있다.

이와 같이, 광변환필름(200)의 차광율 저하 없이 구동 안정성과 신뢰성을 향상시킴으로써 이를 통해 휘도의 손실(loss)없이 화상을 구현하도록 함으로써, 화상의 휘도를 향상시킬 수 있는 효과가 있으며, 고품위의 표시품질을 제공할 수 있는 효과가 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 투명표시장치는 디스플레이패널의 배면에 위치하여, 흑색입자(210)의 움직임을 통해 빛을 반사시키거나 투과시키는 광셔터의 역할을 하는 광변환필름(200)의 흑색입자(210)가 220 ~ 280nm의 사이즈를 갖도록 형성함으로써, 흑색입자(210)의 응집이 발생하는 것을 방지하여 흑색입자(210)의 제어를 용이하게 할 수 있어, 광변환필름(200)의 차광율 저하 없이 구동안정성과 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

한편, 지금까지의 설명에서는 본 발명의 투명표시장치(도 3b의 100)는 투명표시장치(100) 전체에 대해 흑색입자(210)를 제어하는 패시브(passive) 타입을 일예로 하였으나, 투명표시장치(100)가 각 화소영역(도 2의 S) 별로 표시영역과 투명영역으로 나뉘어 지고, 흑색입자(210)를 각 투명영역 별로 제어하는 액티브(active) 타입으로 구성될 수도 있다.

여기서, 액티브 타입의 투명표시장치는 광변환필름(200)이 각 화소영역(S)의 표시영역과 투명영역을 분리하여 나눌 수 있도록 격벽이 형성될 수 있다.

본 발명은 상기 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.

100 : 투명표시장치
101 : 기판, 102 : 인캡기판
103 : 반도체층(103a, 103c: 소스 및 드레인영역, 103b : 액티브영역)
105 : 게이트절연막, 107 : 게이트전극, 109a, 109b : 제 1 및 제 2 층간절연막
111a, 111b : 제 1 및 제 2 반도체층 콘택홀
113 : 소스전극, 115 : 드레인전극, 117 : 드레인콘택홀
119 : 뱅크
E : 유기전계발광 다이오드(121 : 제 1 전극, 123 : 유기발광층, 125 : 제 2 전극)
200 : 광변환필름(201, 202 :상, 하부필름, 205, 207 : 상, 하부전극, 210 : 흑색입자)
DTr : 구동 박막트랜지스터, S : 화소영역

Claims

화상을 구현하는 디스플레이패널과;
상기 디스플레이패널로부터 빛의 방출되는 방향의 반대측에 위치하며, 선택적으로 빛을 투과하거나 반사시키는 광변환필름(conversion film)
을 포함하며, 상기 광변환필름은 상부 및 하부필름과, 상기 상부 및 하부필름의 각 내측면에 형성되는 상부 및 하부전극과, 상기 상부 및 하부전극 사이로 용매와 양(+) 또는 음(-)의 전하로 하전되어 단일 극성을 가지며 220 ~ 280nm의 사이즈를 갖는 흑색입자들이 분산된 전자잉크층을 포함하는 투명표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 흑색입자는 카본 블랙, 티탄 블랙, 철흑(鐵黑)를 포함하는 무기 안료나, 아닐린 블랙을 포함하는 유기 안료 중 선택된 하나로 이루어지는 투명표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 디스플레이패널은 구동 및 스위칭 박막트랜지스터를 포함하는 기판과, 상기 기판 상에 형성된 유기발광다이오드와, 인캡기판을 포함하는 투명표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 디스플레이패널은 각각 표시영역과 투명영역으로 정의되는 다수의 화소영역을 포함하며,
상기 전자잉크층은 상기 각 화소영역 별 상기 표시영역과 상기 투명영역 별로 격벽을 통해 나뉘어 형성되는 투명표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 흑색입자는 249nm의 사이즈를 갖는 투명표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 상부전극 및 상기 하부전극은 각각 다수개가 일정간격 이격하여 위치하며,
상기 상부전극 및 상기 하부전극은 서로 어긋나 위치하는 투명표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 상부전극은 투명한 전도성 물질로 이루어지며,
상기 하부전극은 알루미늄 재질로 이루어지며,
상기 하부전극이 위치하지 않고, 상기 상부전극이 위치하는 영역은 빛이 투과되는 투명표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 디스플레이패널의 스위치가 온(ON)이 되면, 상기 흑색입자는 상기 상부전극을 덮어 상기 상부필름의 전면에 퍼져 위치하는 투명표시장치.
제 8 항에 있어서,
상기 디스플레이패널의 스위치가 오프(OFF)되면,
상기 흑색입자는 상기 하부전극 상에 집중되어 위치하며, 상기 상부전극이 위치하는 영역은 빛이 투과되는 투명표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 하부필름 상부로는 다수개가 일정간격 이격하여 위치하는 상기 하부전극을 덮는 절연막이 위치하는 투명표시장치.