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KR20240120453A - 표시장치 및 이의 구동방법 - Google Patents

표시장치 및 이의 구동방법 Download PDF

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Publication number
KR20240120453A
KR20240120453A KR1020230013143A KR20230013143A KR20240120453A KR 20240120453 A KR20240120453 A KR 20240120453A KR 1020230013143 A KR1020230013143 A KR 1020230013143A KR 20230013143 A KR20230013143 A KR 20230013143A KR 20240120453 A KR20240120453 A KR 20240120453A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
area
electrode
disposed
wiring board
pattern
Prior art date
Application number
KR1020230013143A
Other languages
English (en)
Inventor
유덕근
임광수
하용민
Original Assignee
엘지디스플레이 주식회사
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Filing date
Publication date
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Priority to US18/424,335 priority patent/US20240258486A1/en
Priority to CN202410126709.XA priority patent/CN118434205A/zh
Publication of KR20240120453A publication Critical patent/KR20240120453A/ko

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Abstract

본 명세서의 일 실시예에 따른 표시장치는, 복수의 링크 배선이 배치된 제1 영역 및 공통배선전극이 배치된 제2 영역을 포함하는 배선 기판; 복수의 발광 소자 및 복수의 신호 배선이 배치된 제1 영역 및 격벽 패턴이 배치된 제2 영역을 포함하고, 배선 기판 상에 상호 이격하여 배치된 복수의 표시 유닛; 및 제2 영역에서 배선 기판과 각각의 표시 유닛 사이에 배치된 복수의 전기영동입자가 분산된 투명 용액층을 포함하고, 표시 유닛의 제2 영역은 격벽 패턴 하부에 위치하는 하부 전극을 포함할 수 있다.

Description

표시장치 및 이의 구동방법{DISPLAY DEVICE AND THE METHOD OF OPERATION OF THE SAME}
본 명세서는 표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사용 환경에 따라 투명 모드 또는 차광 모드를 제어할 수 있는 표시장치 및 이의 구동방법에 관한 것이다.
표시장치는 TV, 휴대폰, 노트북 및 태블릿 등과 같은 다양한 전자기기에 적용된다. 이를 위해, 표시장치의 박형화, 경량화 및 저소비전력화 등을 개발시키기 위한 연구가 계속되고 있다.
표시장치 가운데 발광형 표시장치는 발광 소자 또는 광원을 표시장치에 내장하고, 내장된 자체 발광 소자 또는 광원에서 발생하는 빛을 사용하여 정보를 표시한다. 자체 발광 소자를 포함하는 표시장치는 광원을 내장하는 표시 장치보다 얇게 구현될 수 있고, 유연하여 접고 구부리거나 말 수 있는 표시장치를 구현할 수 있는 장점이 있다.
자체 발광 소자가 내장된 표시장치는, 예를 들어, 발광층으로 유기물을 포함하는 유기 발광 표시장치(OLED; Organic light emitting device) 또는 발광층으로 무기물을 포함하는 마이크로엘이디 표시장치(Micro LED; Micro light emitting diode display)등을 포함한다. 여기서 유기 발광 표시장치는 별도의 광원이 필요하지는 않으나, 수분과 산소에 취약한 유기물의 재료적 특성에 의해 외부 환경에 의해 불량 화소가 발생하기 쉬운 문제가 있다. 이에 대해, 마이크로엘이디 표시장치는 수분과 산소에 강한 무기물을 발광층으로 사용함에 따라, 외부 환경에 영향을 받지 않아 고신뢰성을 가지고 유기 발광 표시장치와 비교하여 수명이 긴 장점이 있다.
본 명세서의 실시예에 따른 해결 과제는 배선 기판의 상면에 복수의 표시 유닛을 배치하여 대면적의 투명한 표시장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 명세서의 실시예에 따른 해결과제는 표시장치에서 국부적 또는 전체 화면의 필요한 영역에 따라, 표시장치의 투명도를 제어할 수 있는 표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 명세서의 실시예에 따른 해결과제는 사용자의 사용 환경에 따라 투명 모드 또는 차광 모드로 전환하여 사용자의 편의성을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 명세서의 실시예에 따른 해결과제는 표시장치의 투명도를 제어할 수 있는 표시장치의 구동방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 명세서의 일 실시예에 따른 해결과제들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 명세서의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 명세서의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 명세서의 일 실시예에 따른 표시장치는, 복수의 링크 배선이 배치된 제1 영역 및 공통배선전극이 배치된 제2 영역을 포함하는 배선 기판; 복수의 발광 소자 및 복수의 신호 배선이 배치된 제1 영역 및 격벽 패턴이 배치된 제2 영역을 포함하고, 배선 기판 상에 상호 이격하여 배치된 복수의 표시 유닛; 및 제2 영역에서 배선 기판과 각각의 표시 유닛 사이에 배치된 복수의 전기영동입자가 분산된 투명 용액층을 포함하고, 표시 유닛의 제2 영역은 격벽 패턴 하부에 위치하는 하부 전극을 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시예에 따른 표시장치의 구동방법은, 복수의 링크 배선이 배치된 제1 영역 및 블록 단위로 구분된 공통배선전극이 배치된 제2 영역을 포함하는 배선 기판; 복수의 발광 소자가 배치된 제1 영역 및 격벽 패턴이 배치된 제2 영역을 포함하고, 배선 기판 상에 상호 이격하여 배치된 복수의 표시 유닛; 및 제2 영역에서 배선 기판과 각각의 표시 유닛 사이에 배치된 복수의 전기영동입자가 분산된 투명 용액층을 포함하고, 표시 유닛의 제2 영역은 격벽 패턴 하부에 위치하는 하부 전극을 포함하는 표시장치에서, 적어도 하나 이상의 공통배선전극 및 하부 전극에 전원을 공급하여 복수의 전기영동입자가 격벽 패턴 방향으로 이동하여 제2 영역을 투명 모드로 전환하는 단계를 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시예에 따르면, 배선 기판 상에 복수의 표시 유닛을 본딩 부재를 이용하여 합착하면서 배선 기판과 표시 유닛을 별도의 측면 배선을 이용하지 않고 전기적으로 연결시킴으로써 공정최적화를 구현할 수 있는 이점이 있다.
또한, 배선 기판을 이용하여 필요한 영역에 따라, 블록별로 구분하여 투명 모드 또는 차광 모드로 변환이 가능하다. 이에 따라, 투명 모드로서의 기능이 제한되어 있는 표사장치보다 이용 분야를 확장시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 사용자의 사용 환경 또는 사용자가 필요한 영역에 따라, 국부적인 영역 또는 전체 화면에서 투명 모드 및 차광 모드로 전환할 수 있게 됨으로써 사용자 편의성을 향상시키고, 차별성을 가질 수 있는 이점이 있다.
본 명세서의 효과는 이상에서 언급한 효과에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 명세서의 일 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 평면도이다.
도 2는 도 1의 2에 대한 평면도이다.
도 3은 도 2의 3에 대한 단면도이다.
도 4는 도 3의 4에 대한 단면도이다.
도 5는 전기영동입자의 분산성에 따른 차광률 변화를 나타낸 도면이다.
도 6 및 도 7은 본 명세서의 일 실시예에 따른 표시장치의 구동방법을 나타낸 도면들이다.
도 8 내지 도 10은 본 명세서의 다른 실시예에 따른 표시장치를 나타낸 도면들이다.
본 명세서의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 명세서는 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 명세서의 개시가 완전하도록 하며, 본 명세서가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 명세서가 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 명세서를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간 적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 명세서의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
본 명세서의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하, 본 발명의 각 실시예에 따른 표시장치에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 설명한다.
도 1은 본 명세서의 일 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 평면도이다. 도 2는 도 1의 2에 대한 평면도이다. 그리고 도 3은 도 2의 3에 대한 단면도이다.
도 1에서는 설명의 편의를 위해 표시 장치(TD)의 구성 요소들 가운데 배선 기판(M-SUB), 복수의 링크 배선(LL), 집적회로 칩(113)이 배치된 복수의 회로 필름(110), 인쇄회로기판(115) 및 복수의 표시 유닛(TU) 만을 도시하였다. 또한, 도 3에서는 하나의 제1 본딩 부재(320) 및 제2 본딩 부재(350)을 도시하였다.
도 1 내지 도 3를 참조하면, 본 명세서의 일 실시예에 따른 타일링 표시장치(TD)는 배선 기판(M-SUB) 상에 배열된 복수개의 표시 유닛(TU)을 포함하여 구성될 수 있다. 각각의 표시 유닛(TU)들은 인접하는 표시 유닛들끼리 제1 방향 및 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 배치될 수 있다. 여기서 제1 방향은 가로 방향일 수 있고, 제2 방향은 세로 방향일 수 있다. 배선 기판(M-SUB)의 제1 기판(105) 및 표시 유닛(TU)의 제2 기판(202)은 유리 또는 투명한 플라스틱을 포함할 수 있다. 배선 기판(M-SUB)의 상면에 복수의 표시 유닛(TU)을 배열함으로써 대면적의 투명한 표시장치를 제공할 수 있다.
배선 기판(M-SUB) 및 표시 유닛(TU) 각각은 제1 영역 및 제2 영역을 포함할 수 있다. 제1 영역은 복수의 화소부(PXA)를 포함하고, 제2 영역은 스위칭 투명영역(TA)을 포함할 수 있다. 배선 기판(M-SUB)의 제1 영역인 화소부는(PXA)는 표시 유닛(TU)의 제1 영역인 화소부(PXA)와 대응하여 위치할 수 있고, 배선 기판(M-SUB)의 제2 영역인 스위칭 투명영역(TA)은 표시 유닛(TU)의 제2 영역인 스위칭 투명영역(TA)과 대응하여 위치할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 화소부(PXA) 및 스위칭 투명영역(TA)으로 기재하기로 한다.
화소부(PXA)는 표시 유닛(TU) 상에 배치되는 발광소자(ED) 및 발광소자(ED)를 구동하기 위한 다양한 회로 소자들이 배치되는 영역일 수 있다. 스위칭 투명영역(TA)은 스위칭 투명영역(TA)으로 인가되는 전압에 의해 투명 영역 또는 차광 영역으로 전환되는 가변 영역일 수 있다. 화소부(PXA) 및 스위칭 투명영역(TA)은 교대로 배치될 수 있다.
배선 기판(M-SUB)의 화소부(PXA) 상에는 복수의 링크 배선(LL) 및 전압연결배선(380a, 380b)이 배치될 수 있다. 배선 기판(M-SUB)의 스위칭 투명영역(TA) 상에는 공통배선전극(380)이 배치될 수 있다. 공통배선전극(380)은 블록(BLK1, BLK2, BLK3, BLK4) 단위로 구성될 수 있다. 공통배선전극(380)은 인듐-주석-산화물(ITO: Indium-Tin-Oxide) 또는 인듐-아연-산화물(IZO: Indium-Zinc-Oxide)와 같은 투명한 금속 산화물을 포함할 수 있다.
각각의 블록(BLK1, BLK2, BLK3, BLK4)에 배치된 공통배선전극(380)은 스위칭 투명영역(TA)을 투명 영역 또는 차광 영역으로 전환하려는 상태에 따라, 블록(BLK1, BLK2, BLK3, BLK4) 각각에 서로 다른 값의 공통배선전압이 전달될 수 있다. 이에 따라, 전압연결배선(380a, 380b)은 화소부(PXA)로부터 각각의 블록(BLK1, BLK2, BLK3, BLK4)으로 분배되어 공통배선전극(380)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 전압연결배선(380a)은 제1 블록(BLK1)으로 공통배선전압을 전달하기 위해 제1 블록(BLK1) 상의 공통배선전극(380)과 연결되고, 제2 전압연결배선(380b)은 제2 블록(BLK2)으로 공통배선전압을 전달하기 위해 제2 블록(BLK2) 상의 공통배선전극(380)으로 연결될 수 있다.
제1 전압연결배선(380a) 및 제2 전압연결배선(380b)은 스위칭 투명영역(TA)을 투명 영역 또는 차광 영역으로 전환하려는 상태에 따라, 서로 다른 공통배선전압을 전달할 수 있다. 예를 들어, 제1 블록(BLK1)의 스위칭 투명영역(TA)을 투명 영역으로 전환하고, 제2 블록(BLK2)의 스위칭 투명영역(TA)은 차광 영역을 유지하는 경우, 제1 전압연결배선(380a)을 통해 제1 블록(BLK1) 상의 공통배선전극(380)으로 공통배선전압을 전달하고, 제2 전압연결배선(380b)에는 공통배선전압을 전달하지 않을 수 있다. 이에 대한 설명은 이후 도 6 및 도 7을 참조하여 설명하기로 한다.
배선 기판(M-SUB)의 화소부(PXA) 상에는 복수의 링크 배선(LL)이 배치되고, 복수의 링크 배선(LL)은 화소부(PXA)의 일 방향을 따라 배치될 수 있다. 도 1을 참조하면, 배선 기판(M-SUB)의 적어도 일측 끝단부에는 링크 배선(LL)의 끝단부와 연결되고, 표시 유닛 각각에 배치된 서브화소들 또는 배선 기판(M-SUB)으로 다양한 신호들을 전달하기 위한 집적회로 칩(113)이 실장된 회로 필름(110)과 연결된 인쇄회로기판(115)을 포함하는 구동부가 배치될 수 있다. 예를 들어, 서브화소들로 전달되는 신호들은 고전위 전압(Vdd), 저전위 전압(Vss), 스캔 신호 또는 데이터 신호 등을 포함할 수 있다. 또한, 배선 기판(M-SUB)으로 전달되는 신호는 스위칭 투명영역(TA) 상에 배치된 공통배선전극(380)으로 전달되는 공통배선전압을 포함할 수 있다.
본 명세서의 실시예에서는 집적회로 칩(113)이 실장된 회로 필름(110)과 연결된 인쇄회로기판(115)을 포함하는 구동부가 배선 기판(M-SUB)의 양측 끝단부에 배치된 구성을 제시하고 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
배선 기판(M-SUB) 상에 배열된 복수의 표시 유닛(TU)은 복수의 신호 배선과 배선 기판(M-SUB)에 배치된 복수의 링크 배선(LL) 사이의 접속을 통하여 배선 기판(M-SUB)에 전기적으로 연결될 수 있다. 여기서 복수의 링크 배선(LL)은 배선 기판(M-SUB)의 화소부(PXA)에 배치되어 복수의 표시 유닛(TU)의 화소부(PXA)와 중첩하도록 배치됨으로써 외부로 노출되지 않을 수 있다. 이로써, 복수의 링크 배선(LL)이 배치되는 회로 영역의 면적을 저감시킬 수 있게 되어 표시 영역이 증가할 수 있다.
표시 유닛(TU)은 복수의 화소부(PXA) 및 복수의 스위칭 투명영역(TA)을 포함할 수 있다. 표시 유닛(TU) 각각의 화소부(PXA) 상에는 발광소자(ED) 및 발광소자(ED)를 구동하기 위한 박막 트랜지스터를 포함하는 다양한 회로 소자들이 배치될 수 있다.
표시 유닛(TU)의 화소부(PXA) 상에 배치된 발광소자(ED)는 복수의 서브화소 각각에 배치된 적어도 하나의 발광소자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 발광소자(ED)는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 광을 각각 발광하는 제1 발광소자(ED1a), 제2 발광소자(ED2a) 또는 제3 발광소자(ED3a)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 복수의 서브화소 각각은 리페어 공정을 위한 복수의 리던던시 발광소자(ED1b, ED2b, ED3b)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 리던던시 발광소자(ED1b, ED2b, ED3b)는 제1 발광소자(ED1a), 제2 발광소자(ED2a) 또는 제3 발광소자(ED3a)와 각각 동일한 색상을 발광하도록 대응되는 제1 리던던시 발광소자(ED1b), 제2 리던던시 발광소자(ED2b) 또는 제3 리던던시 발광소자(ED3b)를 포함할 수 있다.
표시 유닛(TU)의 화소부(PXA) 상에는 제1 본딩 부재(320) 및 제2 본딩 부재(350)가 배치될 수 있다. 제1 본딩 부재(320) 및 제2 본딩부재(350)는 배선 기판(M-SUB) 상에 배치된 링크 배선(LL)과 중첩하여 배치될 수 있다. 제1 본딩 부재(320) 및 제2 본딩부재(350)는 동일한 층에 위치하며, 동일한 물질을 포함할 수 있다. 제1 본딩 부재(320) 및 제2 본딩부재(350)는 교번하여 배치될 수 있다.
제1 본딩 부재(320)는 배선 기판(M-SUB) 상의 복수의 링크 배선(LL)과 중첩하도록 배치되어 배선 기판(M-SUB)과 각각의 표시 유닛(TU)을 전기적으로 서로 연결할 수 있다. 예를 들어, 제1 본딩 부재(320)는 링크 배선(LL)을 통해 전달되는 다양한 신호들을 박막 트랜지스터(TFT) 또는 발광소자(ED)로 전달하는 역할을 할 수 있다. 배선 기판(M-SUB) 상에 복수의 표시 유닛을 본딩 부재를 이용하여 합착하면서 배선 기판(M-SUB)과 표시 유닛을 별도의 측면 배선을 이용하지 않고 전기적으로 연결시킴으로써 공정최적화를 구현할 수 있다.
제1 본딩 부재(320)는 제1 스페이서 패턴(300), 제1 도전성 연결 패턴(305) 및 제1 접착 패턴(310)을 포함할 수 있다.
이하 도 4를 참조하여, 표시 유닛(TU) 상에 배치된 발광소자, 박막 트랜지스터 및 제1 본딩 부재의 구성을 설명하기로 한다. 도 4는 도 3의 4에 대한 단면도이다. 도 4는 설명의 편의를 위해 하나의 서브화소에 배치된 발광소자 및 박막 트랜지스터를 나타낸다. 각각의 서브화소들은 동일한 구성 요소를 포함할 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 명세서의 일 실시예에 따른 하나의 서브화소는 제2 기판(202) 상에 배치된 박막 트랜지스터(TFT), 스토리지 커패시터(Cst)와 각종 배선들을 포함할 수 있다. 박막 트랜지스터(TFT)는 발광소자(ED)를 구동시킬 수 있고, 스토리지 커패시터(Cst)는 한 프레임동안 발광소자(ED)가 계속해서 동일한 상태를 유지하도록 전압을 저장할 수 있다.
제2 기판(202) 상에는 광차단층(LS)이 배치될 수 있다. 광차단층(LS)은 제2 기판(202) 하부에서 복수의 트랜지스터의 액티브층으로 입사하는 광을 차단하여 누설 전류를 줄일 수 있다. 예를 들어, 광차단층(LS)은 구동 트랜지스터로 기능하는 박막 트랜지스터(TFT)의 액티브층(ACT) 하부에 배치되어 액티브층(ACT)으로 입사하는 광을 차단할 수 있다.
광차단층(LS) 상에 버퍼층(204)이 배치된다. 버퍼층(204)은 제2 기판(202)을 통한 불순물 또는 수분의 침투를 방지할 수 있다. 버퍼층(204)은 예를 들어, 실리콘 산화물(SiOx) 또는 실리콘 질화물(SiNx)등의 절연물질을 포함할 수 있다.
버퍼층(204) 상에 박막 트랜지스터(TFT)가 배치된다. 박막 트랜지스터(TFT)는 반도체층(ACT), 게이트 전극(GE), 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)을 포함할 수 있다. 반도체층(ACT)과 게이트 전극(GE) 사이에는 게이트 절연층(GI)가 배치될 수 있다.
반도체층(ACT)은 게이트 전극(GE)과 중첩하여 채널을 이루는 활성영역과, 활성영역을 사이에 두고 양측에 위치한 소스영역 및 드레인영역을 포함할 수 있다. 게이트 전극(GE) 상에는 층간절연막(206)이 배치된다. 층간절연막(206)은 소스 컨택(SC) 및 드레인 컨택(DC)을 포함할 수 있다. 소스 컨택(SC) 및 드레인 컨택(DC)은 각각 층간절연막(206) 상부에 위치하는 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)과 연결되어 반도체층(ACT)의 소스 영역 및 드레인영역과 각각 전기적으로 연결될 수 있다.
스토리지 커패시터(Cst)는 제1 커패시터 전극(ST1) 및 제2 커패시터 전극(ST2)을 포함할 수 있다. 제1 커패시터 전극(ST1)은 제2 기판(202)과 버퍼층(204) 사이에 배치될 수 있다. 제1 커패시터 전극(ST1)은 광차단층(LS)과 일체로 이루어질 수 있다. 제1 커패시터 전극(ST1) 상에 버퍼층(204) 및 게이트 절연층(GI)이 유전체로서 배치될 수 있다. 게이트 절연층(GI) 상에는 제2 커패시터 전극(ST2)이 배치될 수 있다. 제2 커패시터 전극(ST2)은 게이트 전극(GE)과 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE) 상에는 제1 패시베이션층(208)이 배치된다. 제1 패시베이션층(208)은 박막 트랜지스터(TFT)를 보호하고, 절연물질을 포함할 수 있다. 제1 패시베이션층(208) 상에는 제1 평탄화층(210)이 배치된다. 제1 평탄화층(210)은 박막 트랜지스터(TFT) 등의 하부 구조물에 의한 표면 단차를 평평하게 하는 역할을 한다. 제1 평탄화층(210)은 감광성 화합물(Photoactive Compound, PAC)을 포함하여 구성할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
제1 평탄화층(210)은 소스 전극(SE) 및ㄴ 드레인 전극(DE)의 표면 일부를 노출시키는 컨택홀(212)을 포함할 수 있다. 컨택홀(212)을 포함하는 제1 평탄화층(210) 상에 제2 패시베이션층(216)이 배치되고, 컨택홀(212)을 각각 채우는 비아콘택(220a, 220b)이 배치될 수 있다. 비아콘택(220a, 220b)은 제1 비아콘택(220a) 및 제2 비아콘택(220b)을 포함할 수 있다.
제2 패시베이션층(216) 상에는 제1 비아콘택(220a)과 연결되는 반사 전극(RF) 및 제2 비아콘택(220b)과 연결되는 연결 전극(225)이 배치될 수 있다. 반사 전극(RF)은 발광소자로부터 제2 기판(202) 방향으로 방출된 빛을 반사시켜 표시 영역 외부로 방출시킨다. 반사 전극(RF)은 반사율이 높은 금속 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 반사율이 높은 금속 물질은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 몰리브덴(Mo), 금(Au), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 또는 바륨(Ba) 중에서 선택된 어느 하나의 물질 또는 둘 이상의 합금 물질로 이루어진 단층 구조 또는 적층 구조를 포함할 수 있다.
반사 전극(RF) 및 제1 비아 콘택(220a)과 연결된 드레인 전극(DE)은 층간절연막(206) 및 버퍼층(204)을 관통하는 관통전극(VC)을 통해 광차단층(LS)과 전기적으로 연결될 수 있다.
반사 전극(RF), 연결전극(225) 및 신호 배선(230)은 동일한 평면 상에 위치할 수 있다. 제3 패시베이션층(235)이 반사 전극(RF), 연결전극(225) 및 신호 배선(230) 각각의 상부면을 노출시킬 수 있다. 신호 배선(230)은 복수의 신호 배선을 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수의 신호 배선은 복수의 스캔 라인, 복수의 고전위 전압(Vdd) 라인, 복수의 데이터 라인 및 복수의 기준전압 라인을 포함할 수 있다. 복수의 신호 배선은 제2 기판(202) 상에서 서로 동일한 평면상에 배치될 수 있다. 또한, 복수의 신호 배선은 반사 전극(RF) 및 연결전극(225)과 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
제3 패시베이션층(235) 상에는 접착층(AD)이 배치된다. 접착층(AD)은 발광소자(ED)를 접착시키기 위한 역할을 한다. 접착층(AD)은 열 경화 물질 또는 광 경화 물질로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
접착층(AD) 상에는 발광소자(ED)가 배치될 수 있다. 본 명세서의 실시예에 따른 발광소자(ED)는 마이크로 엘이디(Micro LED)일 수 있다. 마이크로 엘이디는 무기물로 이루어지는 엘이디로 100㎛ 이하의 발광소자로 이해될 수 있다. 또한, 본 명세서의 실시예에서는 수평형 마이크로 엘이디를 예를 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 발광소자는 수직형 마이크로 엘이디, 플립칩 형상의 마이크로 엘이디 또는 나노로드 형상의 마이크로 엘이디일 수도 있다.
발광소자(ED)는 질화물 반도체 구조물(NSS), 제1 전극(E1) 및 제2 전극(E2)을 포함할 수 있다. 질화물 반도체 구조물(NSS)은 제1 반도체층(NS1), 제1 반도체층(NS1)의 일측 상에 배치된 활성층(EL) 및 제2 반도체층(NS2)을 포함할 수 있다. 제1 전극(E1)은 활성층(EL)이 위치하지 않은 제1 반도체층(NS1) 상에 배치되고, 제2 전극(E2)은 제2 반도체층(NS2) 상에 배치된다.
제1 반도체층(NS1)은 활성층(EL)에 전자를 공급하기 위한 층으로, 제1 도전형 불순물을 포함하는 질화물 반도체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 도전형 불순물은 N형 불순물을 포함할 수 있다. 제1 반도체층(NS1)의 일 측 상에 배치된 활성층(EL)은 다중 양자 우물(MQW; Multi Quantum Well) 구조를 포함할 수 있다. 제2 반도체층(NS2)은 활성층(EL)에 정공을 주입하기 위한 층이다. 제2 반도체층(NS2)은 제2 도전형 불순물을 포함하는 질화물 반도체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 도전형 불순물은 P형 불순물을 포함할 수 있다.
보호층 패턴(PT)은 발광소자(ED)의 외측을 덮을 수 있다. 보호층 패턴(PT)은 질화물 반도체 구조물(NSS)을 형성하기 위해 진행하는 건식 식각 공정에서 질화물 반도체 구조물(NSS)의 측면부에 발생할 수 있는 손상을 방지하여 소자의 특성을 보완하는 역할을 한다.
발광소자(ED)는 상부 평탄화층(240)으로 덮여 있을 수 있다. 상부 평탄화층(240)은 회로 소자들에 의해 단차를 가지는 상부 표면을 평평하게 할 수 있도록 충분한 두께를 가질 수 있다. 상부 평탄화층(240)은 제2 평탄화층(240a) 및 제3 평탄화층(240b)이 적층된 구조를 포함할 수 있다. 상부 평탄화층(240)은 반사 전극(RF) 및 신호 배선(218)의 표면 일부를 노출시키는 개구홀(241, 243)을 포함할 수 있다. 개구홀(241, 243)은 상부 평탄화층(240)을 관통하여 신호 배선(230)의 표면 일부를 노출시키는 제1 개구홀(241) 및 반사 전극(RF)의 표면 일부를 노출시키는 제2 개구홀(243)을 포함할 수 있다. 또한, 상부 평탄화층(240)은 발광소자(ED)의 제1 전극(E1) 및 제2 전극(E2)의 상부면 일부를 노출시킬 수 있다. 제1 전극(E1) 및 제2 전극(E2)은 각각 제1 배선전극(CE1) 및 제2 배선전극(CE2)과 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 배선전극(CE1)은 제1 개구홀(241)의 노출면까지 연장될 수 있고, 제2 배선전극(CE2)은 제2 개구홀(243)의 노출면까지 연장될 수 있다. 제1 배선전극(CE1)은 신호 배선(230)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 배선전극(CE2)은 반사 전극(RF)을 통해 드레인 전극(DE)과 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 배선전극(CE1) 및 제2 배선전극(CE2)은 동일한 층 상에 배치되고 동일한 도전성 물질로 구성될 수 있다. 일 예에서, 제1 배선전극(CE1) 및 제2 배선전극(CE2)은 인듐-주석-산화물(ITO) 또는 인듐-아연-산화물(IZO)와 같은 투명한 금속 산화물을 포함할 수 있다.
상부 평탄화층(240) 상에 뱅크(BNK)가 배치될 수 있다. 뱅크(BNK)는 불투명한 물질을 포함하여 형성할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 개구홀(241) 및 제2 개구홀(243)은 뱅크(BNK)를 구성하는 물질로 채워질 수 있다. 또한, 뱅크(BNK)는 발광소자(ED)가 배치된 영역을 제외하고 발광소자(ED)의 주변 영역에 배치될 수 있다. 뱅크(BNK)를 포함하는 상부 평탄화층(240) 상에 보호층(245)이 배치될 수 있다. 보호층(245)은 발광소자(ED)로 불순물이 침투하는 것을 방지할 수 있다.
보호층(245) 및 상부 평탄화층(240)을 관통하여 제2 연결 전극(225b)의 표면 일부를 노출시키는 층간 연결 전극(ILC)이 배치될 수 있다. 층간 연결 전극(ILC)은 제2 연결 전극(225b)을 통해 표시 유닛(TU)의 박막 트랜지스터(TFT)와 전기적으로 연결될 수 있다.
보호층(245) 상에 제1 본딩 부재(320)가 배치될 수 있다. 제1 본딩 부재(320)는 제1 스페이서 패턴(300), 제1 도전성 연결 패턴(305) 및 제1 접착 패턴(310)을 포함할 수 있다. 제1 스페이서 패턴(300)은 배선 기판(M-SUB)과 표시 유닛(TU) 사이의 갭(Gap)을 유지하여 지지하는 역할을 할 수 있다. 제1 스페이서 패턴(300)은 하부면의 폭이 상부면보다 넓은 정 테이퍼(taper) 형상으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 스페이서 패턴(300)의 외측면은 제1 도전성 연결 패턴(305)으로 덮여 있을 수 있다. 예를 들어, 제1 도전성 연결 패턴(305)은 제1 스페이서 패턴(300)의 상부면을 덮으면서 외측면을 둘러싸게 배치될 수 있다. 또한, 제1 도전성 연결 패턴(305)은 층간 연결 전극(ILC)을 통해 박막 트랜지스터(TFT)와 전기적으로 연결될 수 있다. 본 명세서의 일 실시예에서는 본딩 부재(320)와 층간 연결 전극(ILC)을 통해 전기적으로 연결되는 구성을 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 스페이서 패턴(300)의 상부면을 덮고 있는 제1 도전성 연결 패턴(305) 상에 제1 접착 패턴(310)이 배치될 수 있다. 제1 접착 패턴(310)은 배선 기판(M-SUB)과 표시 유닛(TU)을 합착하여 고정시킬 수 있다.
또한 제1 접착 패턴(320)은 배선 기판(M-SUB)의 링크 배선(LL)을 통해 전달되는 구동 신호를 박막 트랜지스터(TFT)로 전달하여 표시 유닛(TU) 상의 발광 소자를 발광시키기 위해 전기 전도성을 가질 수 있다. 이를 위해 제1 접착 패턴(310)은 전기 전도성을 가지면서 접착성을 가지는 물질을 포함하여 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제1 접착 패턴(310)은 이방성 도전 필름(ACF; Anisotropic conductive film)을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
표시 유닛(TU) 상의 스위칭 투명영역(TA)은 배선 기판(M-SUB) 상에 배치된 공통배선전극(380)으로 인가되는 공통배선전압과 링크 배선(LL)을 통해 전달되는 고전위 전압(Vdd)의 전위차에 의해 투명 영역 또는 차광 영역으로 전환될 수 있다.
표시 유닛(TU) 각각에 배치된 스위칭 투명영역(TA)은 불투명 물질 또는 반사성 물질이 배치되지 않는 영역일 수 있다. 표시 유닛(TU)의 스위칭 투명영역(TA) 상에는 격벽 패턴(360)이 배치될 수 있다. 격벽 패턴(360)은 스위칭 투명영역(TA)을 둘러싸는 형상을 가질 수 있다. 격벽 패턴(360)은 카본 재질을 포함할 수 있다. 격벽 패턴(360)은 제1 격벽 패턴(360a), 제2 격벽 패턴(360b) 및 제3 격벽 패턴(360c)을 포함할 수 있다.
제1 격벽 패턴(360a) 및 제2 격벽 패턴(360b)은 표시 유닛(TU)의 일 방향을 따라 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 격벽 패턴(360a) 및 제2 격벽 패턴(360b)은 스위칭 투명영역(TA)과 화소부(PXA)의 경계영역에 배치되며, 상호 이격하여 나란히 배치될 수 있다. 제1 격벽 패턴(360a) 및 제2 격벽 패턴(360b)은 표시 유닛(TU)의 세로 방향을 따라 뻗어 있는 형상으로 배치될 수 있다. 제3 격벽 패턴(360c)은 제1 격벽 패턴(360a) 및 제2 격벽 패턴(360b) 사이에 배치될 수 있다. 제3 격벽 패턴(360c)은 세로 방향으로 배치된 제1 및 제2 격벽 패턴(360a, 360b)과 교차하는 가로 방향으로 배치되고, 제1 격벽 패턴(360a) 및 제2 격벽 패턴(360b) 각각의 외측과 제3 격벽 패턴(360c)의 양 끝단부가 맞닿게 배치될 수 있다.
표시 유닛(TU)의 스위칭 투명 영역(TA) 상에 하부 전극(335)이 배치될 수 있다. 하부 전극(335)은 제3 격벽 패턴(360c) 하부에 위치할 수 있다. 예를 들어, 하부 전극(335)은 제3 격벽 패턴(360c)의 폭보다 넓은 폭을 가질 수 있다. 이에 따라, 하부 전극(335)은 제3 격벽 패턴(360c)의 외측에서 스위칭 투명 영역(TA) 방향으로 연장되고, 하부 전극(335)의 연장된 부분은 공통배선전극(380)과 상, 하부로 마주보게 배치될 수 있다. 하부 전극(335)은 스위칭 투명 영역(TA)의 투과도를 유지할 수 있게 인듐-주석-산화물(ITO) 또는 인듐-아연-산화물(IZO) 등의 투명한 금속 산화물을 포함할 수 있다.
하부 전극(335)은 표시 유닛(TU)의 화소부(PXA) 방향으로 연장하여 제2 본딩부재(350)와 전기적으로 연결될 수 있다.
제2 본딩부재(350)는 제1 본딩 부재(320)와 동일한 층에 위치하고 링크 배선(LL)을 통해 전달된 고전위 전압(Vdd)을 하부 전극(335)을 통해 스위칭 투명영역(TA)으로 인가하도록 링크 배선(LL)과 중첩하여 배치될 수 있다. 제2 본딩부재(350)는 제2 스페이서 패턴(330), 제2 도전성 연결 패턴(333) 및 제2 접착 패턴(340)을 포함할 수 있다. 제2 스페이서 패턴(330)은 배선 기판(M-SUB)과 표시 유닛(TU) 사이의 갭(Gap)을 유지하여 지지하는 역할을 할 수 있다. 제2 스페이서 패턴(330)은 제1 스페이서 패턴(300)과 동일한 정 테이퍼 형상으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제2 스페이서 패턴(330)의 외측면은 제2 도전성 연결 패턴(333)으로 덮여 있을 수 있다. 예를 들어, 제2 도전성 연결 패턴(333)은 제2 스페이서 패턴(330)의 상부면을 덮으면서 외측면을 둘러싸게 배치될 수 있다. 제2 도전성 연결패턴(333)의 일부는 스위칭 투명영역(TA) 방향으로 연장되어 제3 격벽 패턴(360c) 하부에 배치된 하부 전극(335)이 될 수 있다. 제2 스페이서 패턴(330)의 상부면을 덮고 있는 제2 도전성 연결 패턴(333) 상에 제2 접착 패턴(340)이 배치될 수 있다. 제2 접착 패턴(340)은 배선 기판(M-SUB)과 표시 유닛(TU)을 합착하여 고정시킬 수 있다.
또한 제2 접착 패턴(340)은 배선 기판(M-SUB)의 링크 배선(LL)을 통해 전달되는 고전위 전압(Vdd)을 스위칭 투명영역(TA) 상의 하부 전극(335)으로 인가할 수 있게 전기 전도성을 가질 수 있다. 이를 위해 제2 접착 패턴(340)은 전기 전도성을 가지면서 접착성을 가지는 물질을 포함하여 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제2 접착 패턴(340)은 이방성 도전 필름(ACF)을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
격벽 패턴(360)으로 둘러싸여 있는 스위칭 투명영역(TA)에는 복수의 전기영동입자(370)를 포함하는 투명 용액층(365)이 구비될 수 있다. 복수의 전기영동입자(370)를 포함하는 투명 용액층(365)은 배선 기판(M-SUB)과 표시 유닛(TU) 사이에 배치된 격벽 패턴(360)으로 밀봉될 수 있다. 도 3을 참조하면, 전기영동입자(370)는 블랙 안료(370a) 및 블랙 안료(370a)를 둘러싸는 폴리머(370b)를 포함할 수 있다. 복수의 전기영동입자(370)는 분산제 및 용매를 포함하는 투명 용액층(365) 내에 분산되어 있다. 복수의 전기영동입자(370) 각각은 음(-)의 전하로 하전되어 단일 극성을 가질 수 있다.
하부 전극(335)으로 인가되는 고전위 전압(Vdd)과 공통배선전극(380)으로 인가되는 공통배선전압과의 전위차에 의해 투명 용액층(365) 내에 분산되어 있는 복수의 전기영동입자(370)의 분산성을 제어하여 투명 모드로 전환하거나 차광 모드로 전환할 수 있다.
도 5는 전기영동입자의 분산성에 따른 차광률 변화를 나타낸 도면이다. 도 5는 설명의 편의를 위해 스위칭 투명영역(TA)의 제2 기판(202), 공통배선전극(380), 하부 전극(335), 전기영동입자(370) 및 투명 용액층(365)만 도시하였다.
도 5를 참조하면, 하부 전극(335) 및 공통배선전극(380)이 상, 하부로 이격하여 배치된 제2 기판(202) 상에 복수의 전기영동입자(370)를 포함하는 투명 용액층(365)이 구비될 수 있다. 복수의 전기영동입자(370)는 흑색 입자를 포함할 수 있다. 공통배선전극(380)은 제2 기판(202)의 전면에 걸쳐 배치될 수 있다. 여기서 공통배선전극(380)은 빛이 방출되는 표시면 방향일 수 있다. 하부 전극(335)은 제2 기판(202) 상에 소정의 패턴 형상을 가지게 배치될 수 있다. 예를 들어, 하부 전극(335)은 도 2의 제3 격벽 패턴(360c)의 형상을 따라 배치될 수 있다.
공통배선전극(380)으로 전원이 인가되지 않은 제1 상태(도 5의 (a) 참조)에서는 투명 용액층(365) 내에 복수의 전기영동입자(370)가 넓게 분산되어 있음에 따라, 빛을 투과하지 않는 차광 상태를 이루게 된다. 차광 상태에서 하부 전극(335)과 공통배선전극(380) 사이에 전위차를 발생시키면 전기영동입자(370)의 분산성이 제어되어 차광률을 조정할 수 있다. 예를 들어, 도 5의 (c)에 나타낸 바와 같이, 공통배선전극(380) 상에 제1 공통배선전압을 인가하여 하부 전극(335)과 공통배선전극(380) 사이에 전위차가 발생하면 투명 용액층(365) 내에 넓게 퍼져 있던 전기영동입자(370)들이 하부 전극(335)으로 집중될 수 있다. 제1 공통배선전압은 하부 전극(335)으로 전기영동입자(370)들이 집중될 수 있을 정도의 충분한 세기를 가질 수 있다. 이에 따라, 제2 기판(202)의 반대편에 위치하는 사물 또는 이미지가 투과되는 투명 상태를 이루게 된다.
또한 도 5의 (b)에 나타낸 바와 같이, 공통배선전극(380) 상에 제1 공통배선전압과 다른 제2 공통배선전압을 인가할 수 있다. 여기서 제2 공통배선전압은 하부 전극(335)으로 전기영동입자(370)들이 모두 이동할 수 있을 정도의 충분한 세기를 가지는 제1 공통배선전압보다는 상대적으로 작은 세기를 가질 수 있다.
제2 공통배선전압이 인가되면 투명 용액층(365) 내에 분산되어 있는 전기영동입자(370)들 가운데 일부의 전기영동입자(370a)들은 하부 전극(335)으로 이동하지만, 다른 일부의 전기영동입자(370b)들은 투명 용액층(365) 내에 분산되어 있을 수 있다. 이에 따라, 부분적으로 투과되는 반차광 상태를 이룰 수 있다.
이러한 전기영동입자의 특성을 이용하여 본 명세서의 실시예에서는 필요한 영역에 따라 투명 모드 또는 차광 모드로 호환할 수 있다. 이하 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 6 및 도 7은 본 명세서의 일 실시예에 따른 표시장치의 구동방법을 나타낸 도면들이다.
도 6을 참조하면, 공통배선전극(380)으로 전원이 인가되지 않은 전원 오프(Voff) 상태에서는 투명 용액층(365) 내에 복수의 전기영동입자(370)가 넓게 분산되어 있다. 이에 따라, 스위칭 투명영역(TA)은 빛을 투과하지 않는 차광 모드일 수 있다.
빛을 투과하지 않는 차광 모드에서 도 7에 나타낸 바와 같이, 공통배선전극(380) 상에 공통배선전압을 인가하는 전원 온(Von) 상태에서는 하부 전극(335)과 공통배선전극(380) 사이에 전위차가 발생하게 된다. 그러면 투명 용액층(365) 내에 넓게 퍼져 있던 전기영동입자(370)들이 하부 전극(335)이 배치된 위치로 이동하게 된다. 예를 들어, 본 명세서의 일 실시예에서 하부 전극(335)은 격벽 패턴(360) 가운데 제3 격벽 패턴(360c)의 하부에 배치되어 있음에 따라, 전기영동입자(370)들은 도 7에서 화살표로 나타낸 바와 같이, 제3 격벽 패턴(360c)의 외측 방향으로 이동하게 된다. 그러면 격벽 패턴(360)으로 둘러싸여 있는 스위칭 투명영역(TA)을 채우고 있는 투명 용액층(365)에 의해, 제2 기판(202)의 반대편에 위치하는 사물 또는 이미지가 투과되는 투명 모드로 전환될 수 있다.
스위칭 투명영역(TA)은 블록(BLK1, BLK2, BLK3, BLK4) 각각에 서로 다른 값의 공통배선전압을 전달하여 서로 다른 전위차를 발생시킴으로써 블록(BLK1, BLK2, BLK3, BLK4) 각각에서 투명 모드 또는 차광 모드로 구분할 수 있다. 예를 들어, 제1 블록(BLK1)의 스위칭 투명영역(TA)을 투명 영역으로 전환하고, 제2 블록(BLK2)의 스위칭 투명영역(TA)은 차광 영역을 유지하려는 경우, 제1 전압연결배선(380a)을 통해 제1 블록(BLK1) 상의 공통배선전극(380)으로 공통배선전압을 전달하고, 제2 전압연결배선(380b)에는 공통배선전압을 전달하지 않음으로써, 투명 모드 또는 차광 모드를 선택하여 구현할 수 있다.
이로써, 사용자가 필요한 영역 또는 사용 환경에 따라 투명 모드 또는 차광 모드로 전환이 가능하게 됨에 따라, 사용자의 편의성을 향상시키고 차별화할 수 있는 효과가 있다. 또한, 이에 따라, 투명 모드로서의 기능만 제한되는 표시장치보다 적용될 수 있는 분야가 확장될 수 있는 이점이 있다.
한편, 공통배선전극과 이격하여 배치된 하부 전극을 박막 트랜지스터의 전극 가운데 하나와 전기적으로 연결하하여 구성할 수 있다. 이 경우, 표시 유닛(TU)의 화소부(PXA) 상에 배치된 제2 본딩 부재(350)를 생략할 수 있다. 이에 따라, 표시 유닛(TU)의 화소부(PXA)에는 제1 본딩 부재(320)만 배치됨에 따라, 공정 마진을 향상시킬 수 있다. 또한 제2 본딩 부재(350)를 생략함으로써 공정이 간소화되어 공정최적화를 구현할 수 있다. 이하 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 8 내지 도 10은 본 명세서의 다른 실시예에 따른 표시장치를 나타낸 도면들이다. 도 9는 도 8의 9에 대한 단면도이다. 그리고 도 9 및 도 10은 본 명세서의 다른 실시예에 따른 표시장치의 동작을 나타낸 도면들이다. 여기서 본 명세서의 다른 실시예에 따른 표시장치는 제2 본딩부재 및 하부전극의 구성을 제외한 다른 구성요소는 도 2 및 도 3과 동일하다. 이에 따라, 도 2와 동일한 도면 부호로 표기한 구성 요소에 대해서는 간략하게 설명하거나 생략할 수 있다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 본 명세서의 다른 실시예에 따른 표시장치는 배선 기판(M-SUB) 및 표시 유닛(TU) 각각에 복수의 화소부(PXA)와 복수의 스위칭 투명영역(TA)을 포함할 수 있다. 배선 기판(M-SUB)의 화소부는(PXA)는 표시 유닛(TU)의 화소부(PXA)와 대응하고, 배선 기판(M-SUB)의 스위칭 투명영역(TA)은 표시 유닛(TU)의 스위칭 투명영역(TA)과 대응할 수 있다.
배선 기판(M-SUB)의 화소부(PXA) 상에는 복수의 링크 배선(LL) 및 전압연결배선(380a, 380b)이 배치될 수 있다. 배선 기판(M-SUB)의 스위칭 투명영역(TA) 상에는 공통배선전극(380)이 배치될 수 있다. 공통배선전극(380)은 블록(BLK1, BLK2, BLK3, BLK4) 단위로 구성될 수 있다.
각각의 블록(BLK1, BLK2, BLK3, BLK4)에 배치된 공통배선전극(380)은 서로 다른 전압연결배선(380a, 380b)들이 각각 연결되어 공통배선전압이 전달될 수 있다. 전압연결배선(380a, 380b)들은 제1 블록(BLK1)의 공통배선전극(380)과 연결되는 제1 전압연결배선(380a) 및 제2 블록(BLK2)의 공통배선전극(380)과 연결되는 제2 전압연결배선(380b)를 포함할 수 있다.
배선 기판(M-SUB)은 화소부(PXA)의 일 방향으로 배치된 복수의 링크 배선(LL)을 포함할 수 있다. 배선 기판(M-SUB) 상에 배열된 복수의 표시 유닛(TU)은 복수의 신호 배선과 배선 기판(M-SUB)에 배치된 복수의 링크 배선(LL) 사이의 접속을 통하여 배선 기판(M-SUB)에 전기적으로 연결될 수 있다.
표시 유닛(TU)의 화소부(PXA) 상에 배치된 발광소자(ED)는 복수의 서브화소 각각에 배치된 적어도 하나의 발광소자를 포함할 수 있다. 발광소자(ED)는 제1 발광소자(ED1a), 제2 발광소자(ED2a) 및 제3 발광소자(ED3a)과, 제1 내지 제3 발광소자(ED1a, ED2a, ED3a)와 각각 동일한 색상을 발광하도록 대응되는 제1 리던던시 발광소자(ED1b), 제2 리던던시 발광소자(ED2b) 또는 제3 리던던시 발광소자(ED3b)를 포함할 수 있다.
표시 유닛(TU)의 화소부(PXA) 상에는 배선 기판(M-SUB) 상에 배치된 링크 배선(LL)과 중첩하는 제1 본딩 부재(320)가 배치될 수 있다. 제1 본딩 부재(320)는 제1 본딩 부재(320)는 링크 배선(LL)을 통해 전달되는 다양한 신호들을 박막 트랜지스터(TFT) 또는 발광소자(ED)로 전달하여 배선 기판(M-SUB)과 각각의 표시 유닛(TU)을 전기적으로 서로 연결할 수 있다. 제1 본딩 부재(320)는 제1 스페이서 패턴(300), 제1 도전성 연결 패턴(305) 및 제1 접착 패턴(310)을 포함할 수 있다.
표시 유닛(TU) 상의 스위칭 투명영역(TA)은 배선 기판(M-SUB) 상에 배치된 공통배선전극(380)으로 인가되는 공통배선전압과 링크 배선(LL)을 통해 하부 전극(335)으로 전달되는 고전위 전압(Vdd)의 전위차에 의해, 투명 영역 또는 차광 영역으로 전환될 수 있다.
표시 유닛(TU)의 스위칭 투명영역(TA) 상에는 격벽 패턴(360)이 배치될 수 있다. 격벽 패턴(360)은 제1 격벽 패턴(360a), 제2 격벽 패턴(360b) 및 제3 격벽 패턴(360c)을 포함할 수 있다. 제1 격벽 패턴(360a) 및 제2 격벽 패턴(360b)은 표시 유닛(TU)의 일 방향인 세로 방향을 따라 배치되고, 제3 격벽 패턴(360c)은 제1 격벽 패턴(360a) 및 제2 격벽 패턴(360b) 사이에 가로 방향으로 배치될 수 있다.
표시 유닛(TU)의 스위칭 투명 영역(TA) 상에 하부 전극(335)이 배치될 수 있다. 하부 전극(335)은 제3 격벽 패턴(360c) 하부에 위치할 수 있다. 예를 들어, 하부 전극(335)은 제3 격벽 패턴(360c)의 폭보다 넓은 폭을 가질 수 있다. 이에 따라, 하부 전극(335)은 제3 격벽 패턴(360c)의 외측에서 스위칭 투명 영역(TA) 방향으로 연장되고, 하부 전극(335)의 연장된 부분은 공통배선전극(380)과 상, 하부로 마주보게 배치될 수 있다. 하부 전극(335)은 스위칭 투명 영역(TA)의 투과도를 유지할 수 있게 인듐-주석-산화물(ITO) 또는 인듐-아연-산화물(IZO)와 같은 투명한 금속 산화물을 포함할 수 있다.
하부 전극(335)은 표시 유닛(TU)의 화소부(PXA) 방향으로 연장하여 도 4에서 나타내고 있는 박막 트랜지스터(TFT)의 전극 가운데 하나와 전기적으로 연결하여 구성할 수 있다. 예를 들어, 하부 전극(335)은 박막 트랜지스터(TFT)와 전기적으로 연결된 제1 배선전극(CE1) 또는 제2 배선전극(CE2)으로부터 연장하여 구성할 수 있다.
격벽 패턴(360)으로 둘러싸여 있는 스위칭 투명영역(TA)에는 복수의 전기영동입자(370)가 분산된 투명 용액층(365)이 구비될 수 있다. 하부 전극(335)으로 인가되는 고전위 전압(Vdd)과 공통배선전극(380)으로 인가되는 공통배선전압과의 전위차에 의해 투명 용액층(365) 내에 분산되어 있는 복수의 전기영동입자(370)의 분산성을 제어하여 투명 모드 또는 차광 모드로 전환할 수 있다.
도 9를 참조하면, 공통배선전극(380)으로 전원이 인가되지 않은 전원 오프(Voff) 상태에서는 투명 용액층(365) 내에 복수의 전기영동입자(370)가 넓게 분산되어 있음에 따라, 스위칭 투명영역(TA)은 빛을 투과하지 않는 차광 모드일 수 있다.
빛을 투과하지 않는 차광 모드에서 도 10에 나타낸 바와 같이, 공통배선전극(380) 상에 공통배선전압을 인가하는 전원 온(Von) 상태에서는 표시 유닛(TU)의 박막 트랜지스터(TFT)로부터 연장된 하부 전극(335)과 공통배선전극(380) 사이에 전위차가 발생하게 된다. 그러면 투명 용액층(365) 내에 넓게 퍼져 있던 전기영동입자(370)들이 도 10에서 화살표로 나타낸 바와 같이, 격벽 패턴(360) 방향으로 이동하게 된다. 그러면 격벽 패턴(360)으로 둘러싸여 있는 스위칭 투명영역(TA)을 채우고 있는 투명 용액층(365)에 의해, 제2 기판(202)의 반대편에 위치하는 사물 또는 이미지가 투과되는 투명 모드로 전환될 수 있다.
스위칭 투명영역(TA)은 블록(BLK1, BLK2, BLK3, BLK4) 각각에서 투명 모드 또는 차광 모드로 구분할 수 있다. 예를 들어, 제1 블록(BLK1)의 스위칭 투명영역(TA)을 투명 영역으로 전환하고, 제2 블록(BLK2)의 스위칭 투명영역(TA)은 차광 영역을 유지하려는 경우, 제1 전압연결배선(380a)을 통해 제1 블록(BLK1) 상의 공통배선전극(380)으로 공통배선전압을 전달하고, 제2 전압연결배선(380b)에는 공통배선전압을 전달하지 않음으로써, 투명 모드 또는 차광 모드를 선택하여 구현할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 명세서는 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 명세서의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 명세서의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 명세서의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
105: 제1 기판
202: 제2 기판
320: 본딩 부재
335: 하부 전극
350: 전계인가용 본딩 부재
360: 격벽 패턴
370: 전기영동입자
380: 공통배선전극
380a, 380b: 전압연결배선
M-SUB: 배선 기판
LL: 링크 배선
TU: 표시 유닛
ED: 발광소자
TFT: 박막 트랜지스터
BLK1, BLK2, BLK3, BLK4: 블록

Claims (15)

  1. 복수의 링크 배선이 배치된 제1 영역 및 공통배선전극이 배치된 제2 영역을 포함하는 배선 기판;
    복수의 발광 소자 및 복수의 신호 배선이 배치된 제1 영역 및 격벽 패턴이 배치된 제2 영역을 포함하고, 상기 배선 기판 상에 상호 이격하여 배치된 복수의 표시 유닛; 및
    상기 제2 영역에서 상기 배선 기판과 각각의 상기 표시 유닛 사이에 배치된 복수의 전기영동입자가 분산된 투명 용액층을 포함하고,
    상기 표시 유닛의 제2 영역은 상기 격벽 패턴 하부에 위치하는 하부 전극을 포함하는 표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 배선 기판은 한 장의 기판으로 이루어지고, 상기 복수의 표시 유닛은 상기 배선 기판 상에 가로 방향 및 세로 방향으로 상호 이격하여 배열된 표시장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 영역은 상기 발광 소자를 구동하는 복수의 회로 패턴이 배치되는 화소부이고, 상기 제2 영역은 차광 모드 또는 투명 모드로 전환되는 스위칭 투명영역인 표시장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 공통배선전극은 상기 제2 영역의 배선 기판에서 블록 단위로 배치되는 표시장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 배선 기판의 제1 영역은 상기 블록 단위로 배치된 공통배선전극에서 서로 다른 블록에 배치된 공통배선전극에 각각 다른 공통배선전압을 전달하는 전압연결배선을 더 포함하는 표시장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 표시 유닛의 제1 영역은 상기 표시 유닛과 상기 배선 기판과 사이에 위치하고, 상기 복수의 링크 배선과 상기 복수의 신호 배선을 전기적으로 연결하는 복수의 제1 본딩 부재를 더 포함하는 표시장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 표시 유닛의 제1 영역은 상기 복수의 제1 본딩 부재와 동일한 층에 위치하고 상기 링크 배선을 통해 전달된 고전위 전압을 상기 하부 전극에 인가하는 복수의 제2 본딩 부재를 더 포함하는 표시장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제1 본딩 부재는,
    상기 배선 기판과 상기 표시 유닛 사이의 갭을 유지하는 제1 스페이서 패턴;
    상기 제1 스페이서 패턴의 상부면 및 외측면을 덮고 있는 제1 도전성 연결 패턴; 및
    상기 제1 도전성 연결 패턴 상에 위치하고 상기 링크 배선과 접속하는 제1 접착 패턴을 포함하는 표시장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제2 본딩 부재는,
    상기 제1 본딩 부재와 동일한 층에 위치하고, 상기 배선 기판과 상기 표시 유닛 사이의 갭을 유지하는 제2 스페이서 패턴;
    상기 제2 스페이서 패턴의 상부면 및 외측면을 덮고 있으면서 상기 하부 전극과 연결된 제2 도전성 연결 패턴; 및
    상기 제2 도전성 연결 패턴 상에 위치하고 상기 링크 배선과 접속하는 제2 접착 패턴을 포함하는 표시장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 공통배선전극 또는 상기 하부 전극은 인듐-주석-산화물(Indium-Tin-Oxide) 또는 인듐-아연-산화물(Indium-Zinc-Oxide)등의 투명한 금속 산화물을 포함하는 표시장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 표시 유닛 각각은 복수의 박막 트랜지스터를 포함하고,
    상기 하부 전극은 상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결되는 표시장치.
  12. 복수의 링크 배선이 배치된 제1 영역 및 블록 단위로 구분된 공통배선전극이 배치된 제2 영역을 포함하는 배선 기판; 복수의 발광 소자가 배치된 제1 영역 및 격벽 패턴이 배치된 제2 영역을 포함하고, 상기 배선 기판 상에 상호 이격하여 배치된 복수의 표시 유닛; 및 상기 제2 영역에서 상기 배선 기판과 각각의 상기 표시 유닛 사이에 배치된 복수의 전기영동입자가 분산된 투명 용액층을 포함하고, 상기 표시 유닛의 제2 영역은 상기 격벽 패턴 하부에 위치하는 하부 전극을 포함하는 표시장치에서,
    적어도 하나 이상의 상기 공통배선전극 및 상기 하부 전극에 전원을 공급하여 상기 복수의 전기영동입자가 상기 격벽 패턴 방향으로 이동하여 상기 제2 영역을 투명 모드로 전환하는 단계를 포함하는 표시장치의 구동방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 영역은 상기 발광 소자를 구동하는 복수의 회로 패턴이 배치되는 화소부이고, 상기 제2 영역은 차광 모드 또는 투명 모드로 전환되는 스위칭 투명영역인 표시장치의 구동방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제2 영역을 투명 모드로 전환하는 단계에서,
    상기 블록 단위로 구분된 공통배선전극은 적어도 서로 이웃하는 제1 블록 및 제2 블록을 포함하고,
    상기 제2 블록의 공통배선전극을 제외하고, 상기 제1 블록 상의 공통배선전극으로 공통배선전압을 전달하여 상기 제1 블록의 제2 영역을 투명 모드로 전환하고, 상기 제2 블록의 제2 영역은 차광 영역을 유지하는 단계를 포함하는 표시장치의 구동방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 공통배선전극 및 상기 하부 전극에 공급된 전원을 차단하여 상기 제2 영역을 차광 모드로 전환하는 단계를 더 포함하는 표시장치의 구동방법.
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