KR102314707B1 - Light controlling apparatus, method of fabricating the light controlling apparatus, and transparent display device including the light controlling appratus - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시예는 고분자 분산형 액정층과 이색성 염료들을 포함하는 게스트 호스트 액정층을 이용하여 빛을 투과시키거나 차광시킬 수 있는 광 제어 장치, 상기 광 제어 장치의 제조방법, 및 상기 광 제어 장치를 포함한 투명표시장치에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 광 제어 장치는 서로마주보는 제1 기판 및 제2 기판; 상기 제1 기판 상에 있는 제1 전극; 상기 제2 기판 상에 있는 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 있는 고분자 분산형 액정층과 게스트 호스트 액정층을 구비하고, 상기 고분자 분산형 액정층은 제1 액정들을 갖는 액적(droplet)들을 포함하는 고분자 분산형 액정층이고, 상기 게스트 호스트 액정층은 제2 액정들과 이색성 염료들을 포함하는 것을 특징으로 한다.An embodiment of the present invention provides a light control device capable of transmitting or blocking light using a polymer dispersed liquid crystal layer and a guest host liquid crystal layer including dichroic dyes, a manufacturing method of the light control device, and the light control device It relates to a transparent display device including a device. A light control apparatus according to an embodiment of the present invention includes a first substrate and a second substrate facing each other; a first electrode on the first substrate; a second electrode on the second substrate; and a polymer dispersed liquid crystal layer and a guest host liquid crystal layer between the first electrode and the second electrode, wherein the polymer dispersed liquid crystal layer includes droplets having first liquid crystals. layer, and the guest host liquid crystal layer comprises second liquid crystals and dichroic dyes.
Description
본 발명은 투명 모드 및 차광 모드를 구현할 수 있는 광 제어 장치, 광 제어 장치의 제조방법, 및 광 제어 장치를 포함한 투명표시장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a light control device capable of realizing a transparent mode and a light blocking mode, a method of manufacturing the light control device, and a transparent display device including the light control device.
최근 정보화 시대로 접어듦에 따라 대량의 정보를 처리 및 표시하는 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응하여 여러 가지 다양한 표시장치가 개발되어 각광받고 있다. Recently, as the information age has entered, the field of display for processing and displaying a large amount of information has been rapidly developed, and various display devices have been developed and spotlighted in response to this.
이와 같은 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 있다. 이 표시장치는 박형화, 경량화, 및 저소비전력화의 우수한 성능을 보여 현재는 표시장치의 적용 분야가 계속 증가하고 있다. 특히 대부분의 전자 장치나 모바일 기기에서 표시장치가 사용자 인터페이스의 하나로 사용되고 있다. Specific examples of such a display device include a liquid crystal display device (LCD), a plasma display panel device (PDP), a field emission display device (FED), an electroluminescence display device ( Electroluminescence Display device (ELD), Organic Light Emitting Diodes (OLED), and the like. This display device exhibits excellent performance of thinness, weight reduction, and low power consumption, so that the application field of the display device continues to increase. In particular, in most electronic devices or mobile devices, a display device is used as one of the user interfaces.
또한, 최근에는 특성상 사용자가 표시장치를 투과해 반대편에 위치한 사물 또는 이미지를 볼 수 있는 투명표시장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.Also, recently, research on a transparent display device that allows a user to see an object or image located on the opposite side through the display device has been actively conducted due to its characteristics.
투명표시장치는 공간활용성, 인테리어 및 디자인의 장점을 가지며, 다양한 응용분야를 가질 수 있다. 투명표시장치는 정보인식, 정보처리 및 정보표시의 기능을 투명한 전자기기로 구현함으로써 기존 전자기기의 공간적 및 시각적 제약을 해소할 수 있다. 이러한 투명표시장치는 스마트 창(smart window)에 사용될 수 있으며 스마트 창은 스마트 홈이나 스마트 자동차용 창으로 응용하는 것이 가능하다.The transparent display device has advantages of space utilization, interior and design, and may have various application fields. The transparent display device can solve the spatial and visual constraints of existing electronic devices by implementing the functions of information recognition, information processing, and information display as a transparent electronic device. Such a transparent display device can be used for a smart window, and the smart window can be applied as a window for a smart home or a smart car.
이 중 LCD를 활용한 투명표시장치는, 에지 타입의 백라이트를 적용하여 구현하는 방식이 있으나, 투과율이 매우 낮고, LCD 기술을 적용한 투명표시장치는 블랙(black) 구현을 위해 사용되는 편광판에 의해 투명도가 저하되는 단점이 있으며, 야외 시인성에 대해 단점을 나타내고 있다.Among them, a transparent display device using an LCD is implemented by applying an edge-type backlight, but the transmittance is very low. There is a disadvantage that is lowered, and it shows a disadvantage with respect to outdoor visibility.
그리고, OLED를 접목한 투명표시장치는 전력 소비가 LCD에 비해 높으며, 트루 블랙(true black) 표현에 어려움이 있으며, 어두운 환경에서는 명암비(contrast ratio)에 문제가 없으나 빛이 있는 일반 환경에서는 명암비가 저하되는 투명표시장치로서의 단점을 가지고 있다.In addition, a transparent display device incorporating OLED has higher power consumption than LCD, has difficulty in expressing true black, and has no problem in contrast ratio in a dark environment. It has a disadvantage as a transparent display device that deteriorates.
따라서, 투명 모드 및 차광 모드를 구현하기 위해서, OLED를 접목한 투명표시장치의 광 제어 장치로는 하나의 층(single layer)으로 구성된 고분자 분산형 액정(polymer dispersed liquid crystal, PDLC)을 활용하는 방안이 제안되고 있다. 하나의 층(single layer)으로 구성된 고분자 분산형 액정(polymer dispersed liquid crystal, PDLC)은 모노머(monomer)에 액정을 혼합한 후 자외선(UV) 경화를 통해 모노머를 폴리머로 변화시켜 액정을 폴리머 내에서 액적(droplet) 상태로 만듦으로써 형성될 수 있다. Therefore, in order to realize the transparent mode and the light blocking mode, a method of utilizing a polymer dispersed liquid crystal (PDLC) composed of a single layer as a light control device of a transparent display device incorporating OLED This is being proposed. A polymer dispersed liquid crystal (PDLC) composed of a single layer mixes a liquid crystal with a monomer and then converts the monomer into a polymer through ultraviolet (UV) curing to convert the liquid crystal into the polymer. It can be formed by making it into a droplet state.
고분자 분산형 액정(polymer dispersed liquid crystal, PDLC)에 전계를 인가하게 되면 폴리머 내에 위치하는 액정의 배열이 변화된다. 따라서, 고분자 분산형 액정층(polymer dispersed liquid crystal, PDLC)은 외부로부터 입사하는 빛(light)을 산란 또는 투과시킬 수 있다. 즉, 고분자 분산형 액정층(polymer dispersed liquid crystal, PDLC)을 이용하는 장치는 편광판이 없이도 빛을 산란시키거나 또는 빛을 투과시킬 수 있으므로, 투명표시장치의 광 제어 장치로 적용하는 것이 가능하다.
When an electric field is applied to a polymer dispersed liquid crystal (PDLC), the arrangement of the liquid crystal located in the polymer is changed. Accordingly, the polymer dispersed liquid crystal (PDLC) may scatter or transmit light incident from the outside. That is, since a device using a polymer dispersed liquid crystal (PDLC) can scatter light or transmit light without a polarizer, it can be applied as a light control device of a transparent display device.
본 발명은 고분자 분산형 액정(PDLC) 층 및 게스트 호스트 액정(GHLC) 층을 포함하는 복수의 액정층들을 이용하여, 하나의 고분자 분산형 액정(PDLC) 층을 포함하는 경우보다 투과모드에서 빛의 투과율을 높이고, 차광 모드에서는 빛의 차광율이 높은 광 제어 장치, 광 제어 장치의 제조방법, 및 광 제어 장치를 포함한 투명표시장치를 제공한다.The present invention uses a plurality of liquid crystal layers including a polymer dispersed liquid crystal (PDLC) layer and a guest host liquid crystal (GHLC) layer, so that light Provided are a light control device having a high transmittance and a high light blocking rate in a light blocking mode, a method of manufacturing the light control device, and a transparent display device including the light control device.
또한, 본 발명은 게스트 호스트 액정(GHLC) 층에 포함된 이색성 염료의 양을 줄일 수 있으므로, 투명 모드에서 빛의 투과율이 높은 광 제어 장치를 제공한다.In addition, the present invention provides a light control device having a high transmittance of light in a transparent mode by reducing the amount of a dichroic dye included in the guest host liquid crystal (GHLC) layer.
또한, 본 발명은 게스트 호스트 액정(GHLC) 층에 포함된 격벽의 댐들 상에서 제1 배향막과 제2 배향막이 접착한 광 제어 장치를 제공한다.In addition, the present invention provides a light control device in which a first alignment layer and a second alignment layer are adhered to each other on dams of barrier ribs included in a guest host liquid crystal (GHLC) layer.
또한, 본 발명은 이색성 염료들에 의해서 특정한 색을 표시함으로써 차광 모드에서 광 제어 장치의 뒷 배경을 보이지 않게 할 수 있는 광 제어 장치를 제공한다.In addition, the present invention provides a light control device capable of making the background of the light control device invisible in a light blocking mode by displaying a specific color using dichroic dyes.
또한, 본 발명은 제조 공정을 단순화하여, 비용을 절감할 수 있는 고분자 분산형 액정(PDLC) 층 및 게스트 호스트 액정(GHLC) 층을 포함하는 복수의 액정층들을 이용한 광 제어 장치를 제공한다.In addition, the present invention provides a light control device using a plurality of liquid crystal layers including a polymer dispersed liquid crystal (PDLC) layer and a guest host liquid crystal (GHLC) layer, which can reduce costs by simplifying the manufacturing process.
또한, 본 발명은 게스트 호스트 액정(GHLC) 층의 격벽의 댐들을 투명표시패널의 발광 영역에 마련한 투명표시장치를 제공한다.In addition, the present invention provides a transparent display device in which dams of a barrier rib of a guest host liquid crystal (GHLC) layer are provided in a light emitting area of a transparent display panel.
본 발명의 일 실시예에 따른 광 제어 장치는 서로 마주보는 제1 기판 및 제2 기판; 상기 제1 기판 상에 있는 제1 전극; 상기 제2 기판 상에 있는 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 있는 고분자 분산형 액정층과 게스트 호스트 액정층을 구비하고, 상기 고분자 분산형 액정층은 제1 액정들을 갖는 액적(droplet)들을 포함하며, 상기 게스트 호스트 액정층은 제2 액정들과 이색성 염료들을 포함하는 것을 특징으로 한다.A light control apparatus according to an embodiment of the present invention includes a first substrate and a second substrate facing each other; a first electrode on the first substrate; a second electrode on the second substrate; and a polymer dispersed liquid crystal layer and a guest host liquid crystal layer between the first electrode and the second electrode, wherein the polymer dispersed liquid crystal layer includes droplets having first liquid crystals, the guest host The liquid crystal layer is characterized by including second liquid crystals and dichroic dyes.
본 발명의 일 실시예에 따른 투명표시장치는 투과 영역과 발광 영역을 포함하며, 상기 발광 영역에는 화상을 표시하는 화소들이 마련되는 투명표시패널; 및 상기 투명 표시패널의 일면에 있는 광 제어 장치는, 서로 마주보는 제1 기판 및 제2 기판; 상기 제1 기판 상에 있는 제1 전극; 상기 제2 기판 상에 있는 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 고분자 분산형 액정층 및 게스트 호스트 액정층을 포함하는 복수의 액정층들을 포함하고, 상기 복수의 액정층들은 전압이 인가되지 않는 경우 입사되는 빛을 투과시키는 투명 모드로 구현되고, 전압이 인가되는 경우 입사되는 빛을 차단하는 차광 모드로 구현되고, 상기 화소들이 화상을 표시하는 표시 모드에서는 상기 복수의 액정층들은 입사되는 빛을 차광하는 차광 모드로 구현되며, 상기 화소들이 화상을 표시하지 않는 비표시 모드에서는 경우 상기 복수의 액정층들은 입사되는 빛을 투과시키는 투명 모드 또는 입사되는 빛을 차광하는 차광 모드로 구현된다.A transparent display device according to an embodiment of the present invention includes: a transparent display panel including a transmissive area and a light emitting area, wherein pixels for displaying an image are provided in the light emitting area; and a light control device on one surface of the transparent display panel, comprising: a first substrate and a second substrate facing each other; a first electrode on the first substrate; a second electrode on the second substrate; and a plurality of liquid crystal layers including a polymer dispersed liquid crystal layer and a guest host liquid crystal layer between the first electrode and the second electrode, wherein the plurality of liquid crystal layers transmit incident light when no voltage is applied In the display mode in which the pixels display an image, the plurality of liquid crystal layers are implemented in a light blocking mode that blocks incident light when a voltage is applied. In the non-display mode in which the pixels do not display an image, the plurality of liquid crystal layers are implemented in a transparent mode for transmitting incident light or a light blocking mode for blocking incident light.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 투명표시장치는 하부 기판과 상부 기판을 포함하는 투명표시패널; 및 상기 투명 표시패널의 하부 기판 아래 또는 상부 기판 상에 있는 광 제어 장치를 구비하고, 상기 광 제어 장치는, 제1 기판 상에 있는 제1 전극; 상기 하부 기판 또는 상부 기판 기판상에 있는 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 고분자 분산형 액정층 및 게스트 호스트 액정층을 포함하는 복수의 액정층들을 포함하고, 상기 복수의 액정층들은 전압이 인가되지 않는 경우 입사되는 빛을 투과시키는 투명 모드로 구현되고, 전압이 인가되는 경우 입사되는 빛을 차단하는 차광 모드로 구현되고, 상기 화소들이 화상을 표시하는 표시 모드에서는 상기 복수의 액정층들은 입사되는 빛을 차광하는 차광 모드로 구현되며, 상기 화소들이 화상을 표시하지 않는 비표시 모드에서는 경우 상기 복수의 액정층들은 입사되는 빛을 투과시키는 투명 모드 또는 입사되는 빛을 차광하는 차광 모드로 구현된다.
A transparent display device according to another embodiment of the present invention includes a transparent display panel including a lower substrate and an upper substrate; and a light control device disposed below or on an upper substrate of the transparent display panel, wherein the light control device includes: a first electrode disposed on a first substrate; a second electrode on the lower substrate or the upper substrate; and a plurality of liquid crystal layers including a polymer dispersed liquid crystal layer and a guest host liquid crystal layer between the first electrode and the second electrode, wherein the plurality of liquid crystal layers transmit incident light when no voltage is applied In the display mode in which the pixels display an image, the plurality of liquid crystal layers are implemented in a light blocking mode that blocks incident light when a voltage is applied. In the non-display mode in which the pixels do not display an image, the plurality of liquid crystal layers are implemented in a transparent mode that transmits incident light or a light-shielding mode that blocks incident light.
본 발명에서는 고분자 분산형 액정(PDLC) 층 및 게스트 호스트 액정(GHLC) 층을 포함하는 복수의 액정층들을 포함함으로써, 하나의 층으로 구성된 액정층보다 투명 모드에서 투과율을 높이고, 차광 모드에서 차광율을 높일 수 있다.In the present invention, by including a plurality of liquid crystal layers including a polymer dispersed liquid crystal (PDLC) layer and a guest host liquid crystal (GHLC) layer, the transmittance in transparent mode is higher than that of the liquid crystal layer composed of one layer, and light blocking rate in light blocking mode can increase
또한, 본 발명에서는 고분자 분산형 액정(PDLC) 층 및 게스트 호스트 액정(GHLC) 층을 포함하는 복수의 액정층들을 포함함으로써, 하나의 층으로 구성된 액정층보다 이색성 염료의 양을 줄일 수 있으므로, 투명 모드에서 투과율을 높일 수 있다.In addition, in the present invention, by including a plurality of liquid crystal layers including a polymer dispersed liquid crystal (PDLC) layer and a guest host liquid crystal (GHLC) layer, it is possible to reduce the amount of dichroic dye compared to the liquid crystal layer composed of one layer, Transmittance can be increased in transparent mode.
또한, 본 발명에서는 고분자 분산형 액정(PDLC) 층 및 게스트 호스트 액정(GHLC) 층을 포함하는 복수의 액정층들을 포함함으로써, 차광 모드에서 산란된 빛의 경로가 길어진다. 따라서, 이색성 염료에 의한 광흡수가 증가되어, 차광 모드에서 차광율을 높일 수 있다. In addition, in the present invention, by including a plurality of liquid crystal layers including a polymer dispersed liquid crystal (PDLC) layer and a guest host liquid crystal (GHLC) layer, the path of scattered light in the light blocking mode is lengthened. Accordingly, light absorption by the dichroic dye is increased, and the light blocking rate can be increased in the light blocking mode.
또한, 본 발명에서는 게스트 호스트 액정(GHLC) 층의 이색성 염료들에 따라 특정한 색을 표시함으로써 차광 모드에서 광 제어 장치의 뒷 배경을 보이지 않게 할 수 있으므로, 차광 기능 이외에 사용자에게 심미감을 주도록 구현될 수도 있다.In addition, in the present invention, by displaying a specific color according to the dichroic dyes of the guest host liquid crystal (GHLC) layer, it is possible to make the background of the light control device invisible in the light blocking mode. may be
또한, 본 발명에서는 투명 모드를 전압 인가 없이 구현할 수 있으므로, 투명 모드를 구현하기 위하여 별도의 전력 소비가 필요 없다는 장점이 있다.In addition, in the present invention, since the transparent mode can be implemented without voltage application, there is an advantage that separate power consumption is not required to implement the transparent mode.
또한, 본 발명에서는 게스트 호스트 액정(GHLC) 층의 격벽의 댐들 상에서 제1 배향막과 제2 배향막을 접착하여 게스트 호스트 액정(GHLC) 층이 외부압력에 취약한 점을 보완할 수 있다.In addition, in the present invention, the vulnerability of the guest host liquid crystal (GHLC) layer to external pressure can be compensated by bonding the first and second alignment layers on the dams of the barrier ribs of the guest host liquid crystal (GHLC) layer.
또한, 본 발명에서는 제1 기판과 제2 기판 사이에 액정을 주입하는 방식이 아니라 기판에 액정물질을 형성하고 UV로 경화하는 방식을 이용하기 때문에 제조 공정을 단순화할 수 있으므로, 제조 비용을 절감할 수 있다.In addition, in the present invention, the manufacturing process can be simplified because a method of forming a liquid crystal material on a substrate and curing with UV is used, rather than a method of injecting liquid crystal between the first and second substrates, thereby reducing manufacturing costs. can
또한, 본 발명에서는 투명표시패널의 화소들이 화상을 표시하는 표시 모드에서 광 제어 장치가 투명표시패널의 배면에 입사되는 빛을 차단하는 차광 모드로 구현되는 경우 투명표시패널이 표시하는 화상의 품질을 높일 수 있다. In addition, in the present invention, when the light control device is implemented in a light blocking mode that blocks light incident on the rear surface of the transparent display panel in a display mode in which the pixels of the transparent display panel display an image, the quality of the image displayed by the transparent display panel is improved. can be raised
또한, 본 발명에서는 게스트 호스트 액정(GHLC) 층의 격벽의 댐들을 투명표시패널의 발광 영역에 마련하여 격벽의 댐들의 면적을 최대한 넓힘으로써, 제1 배향막과 제2 배향막 사이의 접착력을 높일 수 있다.In addition, in the present invention, by providing the dams of the barrier ribs of the guest host liquid crystal (GHLC) layer in the light emitting area of the transparent display panel to maximize the area of the dams of the barrier ribs, the adhesive force between the first alignment layer and the second alignment layer can be increased. .
또한, 본 발명에서는 투명표시패널의 하부 기판 또는 상부 기판을 광 제어 장치의 기판으로도 사용한다. 즉, 투명표시패널과 광 제어 장치는 기판을 서로 공용할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 기판을 줄일 수 있으므로, 투명표시장치의 두께를 줄일 수 있으며, 투과율을 높일 수 있다.Further, in the present invention, the lower substrate or the upper substrate of the transparent display panel is also used as a substrate of the light control device. That is, the transparent display panel and the light control device may share a substrate with each other. Accordingly, in the embodiment of the present invention, since the substrate can be reduced, the thickness of the transparent display device can be reduced and the transmittance can be increased.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
이상에서 해결하고자 하는 과제, 과제 해결 수단, 효과에 기재한 발명의 내용이 청구항의 필수적인 특징을 특정하는 것은 아니므로, 청구항의 권리범위는 발명의 내용에 기재된 사항에 의하여 제한되지 않는다.
Since the content of the invention described in the problems to be solved above, the means for solving the problems, and the effects do not specify the essential characteristics of the claims, the scope of the claims is not limited by the matters described in the content of the invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 제어 장치를 보여주는 사시도.
도 2는 도 1의 광 제어 장치의 일 예를 상세히 보여주는 단면도.
도 3은 투명 모드의 광 제어 장치의 일 예를 도시한 단면도.
도 4는 차광 모드의 광 제어 장치의 일 예를 도시한 단면도.
도 5a 및 도 5b는 광 제어 장치의 다른 예들을 상세히 보여주는 단면도들.
도 6a 내지 도 6d는 도 1의 광 제어 장치의 다른 예들을 상세히 보여주는 단면도들.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 제어 장치의 제조방법을 보여주는 흐름도.
도 8a 내지 도 8d는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 제어 장치의 제조 공정을 보여주는 단면도들.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 제어 장치의 제조공정을 보여주는 또 다른 단면도.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 제어 장치의 제조방법을 보여주는 흐름도.
도 11a 내지 도 11c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광 제어 장치의 제조 공정을 보여주는 단면도들.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광 제어 장치의 제조방법을 보여주는 흐름도.
도 13a 및 도 13b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광 제어 장치의 제조 공정을 보여주는 단면도들.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 투명표시장치를 보여주는 사시도.
도 15a는 도 14의 투명표시패널의 하부 기판의 일 예를 상세히 보여주는 단면도.
도 15b는 도 14의 투명표시패널의 하부 기판의 또 다른 예를 상세히 보여주는 단면도.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 투명표시장치를 보여주는 사시도.
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 투명표시장치를 보여주는 단면도.
도 18은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 투명표시장치를 보여주는 단면도.1 is a perspective view showing a light control device according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of the light control device of FIG. 1 in detail;
3 is a cross-sectional view illustrating an example of a light control device in a transparent mode.
4 is a cross-sectional view illustrating an example of a light control device in a light blocking mode;
5A and 5B are cross-sectional views showing details of other examples of a light control device;
6A to 6D are cross-sectional views illustrating in detail other examples of the light control device of FIG. 1 ;
7 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a light control device according to an embodiment of the present invention.
8A to 8D are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a light control device according to an embodiment of the present invention.
9 is another cross-sectional view showing a manufacturing process of a light control device according to an embodiment of the present invention.
10 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a light control device according to an embodiment of the present invention.
11A to 11C are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a light control device according to another embodiment of the present invention.
12 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a light control device according to another embodiment of the present invention.
13A and 13B are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a light control device according to another embodiment of the present invention;
14 is a perspective view illustrating a transparent display device according to an embodiment of the present invention;
15A is a cross-sectional view illustrating an example of a lower substrate of the transparent display panel of FIG. 14 in detail;
15B is a cross-sectional view illustrating another example of a lower substrate of the transparent display panel of FIG. 14 in detail;
16 is a perspective view illustrating a transparent display device according to another embodiment of the present invention;
17 is a cross-sectional view showing a transparent display device according to another embodiment of the present invention.
18 is a cross-sectional view showing a transparent display device according to another embodiment of the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. Advantages and features of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in a variety of different forms, and only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and common knowledge in the technical field to which the present invention belongs It is provided to fully inform the possessor of the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. The shapes, sizes, proportions, angles, numbers, etc. disclosed in the drawings for explaining the embodiments of the present invention are exemplary, and thus the present invention is not limited to the illustrated matters. Like reference numerals refer to like elements throughout. In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known technology may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
본 명세서에서 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. When 'including', 'having', 'consisting', etc. mentioned in this specification are used, other parts may be added unless 'only' is used. When a component is expressed in the singular, the case in which the plural is included is included unless otherwise explicitly stated.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.In interpreting the components, it is interpreted as including an error range even if there is no separate explicit description.
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.In the case of a description of the positional relationship, for example, when the positional relationship of two parts is described as 'on', 'on', 'on', 'beside', etc., 'right' Alternatively, one or more other parts may be positioned between the two parts unless 'directly' is used.
시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.In the case of a description of a temporal relationship, for example, 'immediately' or 'directly' when a temporal relationship is described with 'after', 'following', 'after', 'before', etc. It may include cases that are not continuous unless this is used.
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 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.Although the first, second, etc. are used to describe various components, these components are not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another. Accordingly, the first component mentioned below may be the second component within the spirit of the present invention.
"X축 방향", "Y축 방향" 및 "Z축 방향"은 서로 간의 관계가 수직으로 이루어진 기하학적인 관계만으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 구성이 기능적으로 작용할 수 있는 범위 내에서보다 넓은 방향성을 가지는 것을 의미할 수 있다. "X-axis direction", "Y-axis direction" and "Z-axis direction" should not be construed only as a geometric relationship in which the relationship between each other is vertical, and is wider than within the range where the configuration of the present invention can function functionally. It may mean having a direction.
"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제 1 항목, 제 2 항목 또는 제 3 항목 각각 뿐만 아니라 제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미할 수 있다. The term “at least one” should be understood to include all possible combinations from one or more related items. For example, the meaning of "at least one of the first, second, and third items" means 2 of the first, second, and third items as well as each of the first, second, or third items. It may mean a combination of all items that can be presented from more than one.
본 발명의 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.Each feature of the various embodiments of the present invention may be partially or wholly combined or combined with each other, technically various interlocking and driving are possible, and each of the embodiments may be implemented independently of each other or may be implemented together in a related relationship. may be
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
투명표시장치의 광 제어 장치로 활용하기 위한 복수의 액정층들은 배향막에 의해 액정을 수직 방향으로 배열하여 입사된 빛이 그대로 투과되어 투명 모드가 구현되며, 전압을 인가하여 수평 방향으로 배열된 액정과 게스트 물질에 의해 입사한 빛이 산란(scattering) 및 흡수되어 차광 모드가 구현된다.A plurality of liquid crystal layers for use as a light control device of a transparent display device are arranged in a vertical direction by an alignment layer, so that incident light is transmitted as it is, and a transparent mode is realized. Light incident by the guest material is scattering and absorbed to implement a light blocking mode.
이에 본 발명의 발명자들은 여러 실험을 거쳐서 복수의 액정층을 이용하여 투명 모드와 차광 모드가 구현될 수 있는 새로운 구조의 광 제어 장치를 발명하였다. 이에 대해서는 아래 실시예에서 설명한다.
Accordingly, the inventors of the present invention invented a light control device having a new structure in which a transparent mode and a light blocking mode can be implemented using a plurality of liquid crystal layers through various experiments. This will be described in the Examples below.
[광 제어 장치][Light Control Unit]
염료(dye)를 포함하지 않는 하나의 층(single layer)으로 구성된 액정층에 의해 투명 모드와 차광 모드를 구현할 수 있으나, 이 경우 차광 모드에서 빛 산란에 의해서 백색(white)의 차광 모드가 구현된다. 그러나, 본 발명의 발명자들은 투명표시장치를 위한 광 제어 장치를 위해서는 시인성이나 명암비에서 차광 모드를 백색(white)보다는 블랙(black)으로 구현하여야 함을 인식하였다.A transparent mode and a light blocking mode can be implemented by a liquid crystal layer composed of a single layer that does not contain a dye, but in this case, a white light blocking mode is implemented by light scattering in the light blocking mode . However, the inventors of the present invention have recognized that the light blocking mode should be implemented as black rather than white in terms of visibility or contrast ratio for a light control device for a transparent display device.
따라서, 본 발명의 발명자들은 복수의 액정층의 차광 상태를 개선하기 위해서 여러 실험을 하였다. 본 발명의 발명자들은 블랙(black)의 차광 모드를 구현하기 위해서, 염료(dye)를 포함한 게스트 호스트 액정(GHLC)에 대하여 실험하였다. 염료(dye)가 포함된 게스트 호스트 액정(GHLC)은 염료의 광흡수에 의해 블랙의 차광 모드를 구현할 수 있음을 확인할 수 있었다. 그러나, 게스트 호스트 액정(GHLC)은 폴리머(polymer)의 부재로 산란 구현이 어려워서 차광 모드에서 차광율이 낮다. 따라서, 차광율을 높이기 위해 염료(Dye)의 양을 증가하였으나 투명 모드를 구현할 경우, 염료의 광흡수로 인해 투과율이 낮아지므로 투명 모드의 구현이 어려워짐을 인식하였다.Therefore, the inventors of the present invention conducted various experiments in order to improve the light blocking state of the plurality of liquid crystal layers. The inventors of the present invention experimented with a guest host liquid crystal (GHLC) including a dye in order to implement a black light blocking mode. It was confirmed that the guest host liquid crystal (GHLC) containing the dye could implement the black light-shielding mode by light absorption of the dye. However, in the guest host liquid crystal (GHLC), it is difficult to implement scattering due to the absence of a polymer, so that the light blocking rate is low in the light blocking mode. Therefore, it was recognized that although the amount of dye was increased to increase the light blocking rate, when the transparent mode was implemented, the transmittance was lowered due to the light absorption of the dye, making it difficult to implement the transparent mode.
이에 본 발명의 발명자들은 위에 언급한 문제점들을 인식하고, 투명 모드에서 염료의 광흡수를 최소화함으로써 투과율을 높이고, 차광 모드에서 차광율이 높은 블랙의 차광 모드를 구현할 수 있는 새로운 구조의 광 제어 장치를 발명하였다. Accordingly, the inventors of the present invention recognize the above-mentioned problems, increase the transmittance by minimizing the light absorption of the dye in the transparent mode, and provide a light control device of a new structure that can implement a black light-shielding mode with a high light-shielding rate in the light-shielding mode invented.
도 1 내지 도 4, 도 5a, 도 5b, 및 도 6a 내지 도 6d를 결부하여 본 발명의 실시예들에 따른 광 제어 장치를 상세히 설명한다.A light control apparatus according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 4, 5A, 5B, and 6A to 6D.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광 제어 장치의 사시도이다. 도 2는 도 1의 광 제어 장치의 일 예를 상세히 보여주는 단면도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 광 제어 장치(100)는 제1 기판(110), 제1 전극(120), 복수의 액정층들(130), 제2 전극(140), 및 제2 기판(150)을 포함한다.1 is a perspective view of a light control device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of the light control device of FIG. 1 in detail. 1 and 2 , the
제1 기판(110)과 제2 기판(150)은 투명한 유리 기판(glass substrate) 또는 플라스틱 필름(plastic film)일 수 있다. 예를 들어, 제1 기판(110)과 제2 기판(150)은 TAC(triacetyl cellulose) 또는 DAC(diacetyl cellulose) 등과 같은 셀룰로오스 수지(Cellulose resin), 노르보르넨 유도체(Norbornene derivatives) 등의 COP(cyclo olefin polymer), COC(cyclo olefin copolymer), PMMA(poly(methylmethacrylate) 등의 아크릴 수지(acrylic resin), PC(polycarbonate), PE(polyethylene) 또는 PP(polypropylene) 등의 폴리올레핀(polyolefin), PVA(polyvinyl alcohol), PES(poly ether sulfone), PEEK(polyetheretherketone), PEI(polyetherimide), PEN(polyethylenenaphthalate), PET(polyethyleneterephthalate) 등의 폴리에스테르(polyester), PI(polyimide), PSF(polysulfone), 또는 불소 수지(fluoride resin) 등을 포함하는 시트 또는 필름일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The
제1 기판(110) 상에는 제1 전극(120)이 마련되고, 제2 기판(150) 상에는 제2 전극(140)이 마련된다. 제1 및 제2 전극들(120, 140)은 투명한 전극일 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 전극들(120, 140)은 은 산화물(예; AgO 또는 Ag2O 또는 Ag2O3), 알루미늄 산화물(예; Al2O3), 텅스텐 산화물(예; WO2 또는 WO3 또는 W2O3), 마그네슘 산화물(예; MgO), 몰리브덴 산화물(예; MoO3), 아연 산화물(예; ZnO), 주석 산화물(예; SnO2), 인듐 산화물(예; In2O3), 크롬 산화물(예; CrO3 또는 Cr2O3), 안티몬 산화물(예; Sb2O3 또는 Sb2O5), 티타늄 산화물(예; TiO2), 니켈 산화물(예;NiO), 구리 산화물(예; CuO 또는 Cu2O), 바나듐 산화물(예; V2O3 또는 V2O5), 코발트 산화물(예; CoO), 철 산화물(예; Fe2O3 또는 Fe3O4), 니오븀 산화물(예; Nb2O5), 인듐 주석 산화물(예; Indium Tin Oxide, ITO), 인듐 아연 산화물(예; Indium Zinc Oxide, IZO), 알루미늄 도핑된 아연 산화물(예; Aluminium doped Zinc Oxide, ZAO), 알루미늄 도핑된 주석 산화물(예; Aluminum Tin Oxide, TAO) 또는 안티몬 주석 산화물(예; Antimony Tin Oxide, ATO)일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The
도 1에 도시한 바와 같이, 제1 기판(110)과 제2 기판(150) 사이에 복수 개의 액정층들(130)은 고분자 분산형 액정층(polymer dispersed liquid crystal layer, 131, 이하 "PDLC 층"이라 칭함)과 게스트 호스트 액정층(guest host liquid crystal layer, 132, 이하 "GHLC 층"이라 칭함)을 포함할 수 있다. 도 1에서는 복수 개의 액정층들(130)이 PDLC 층(131)과 GHLC 층(132)만을 포함하는 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 즉, 복수 개의 액정층들(130)은 PDLC 층(131)과 GHLC 층(132) 이외에 적어도 하나의 PDLC 층이나 GHLC 층을 더 포함할 수도 있다. 또한, PDLC 층(131)은 고분자 네트워크 액정층(polymer network liquid crystal layer; PNLC)으로 대체될 수 있으나, 이 경우 고분자 네트워크 액정층은 스페이서 또는 격벽을 포함할 수 있다.As shown in FIG. 1 , a plurality of
이에 대해서 도 2를 참조하여 설명한다. This will be described with reference to FIG. 2 .
도 2에 도시된 바와 같이, PDLC 층(131)상에는 GHLC 층(132)이 마련된다. PDLC 층(131)은 폴리머(131a)와 액적(droplet)(131b)들을 포함한다. 액적(droplet)(131b)들 각각에는 복수의 제1 액정(131c)들이 포함될 수 있다. 즉, 제1 액정(131c)들은 폴리머(131a)에 의해 복수의 액적(droplet)(131b)들로 분산될 수 있다. 제1 액정(131c)들은 제1 및 제2 전극들(120, 140)의 수직(y축 방향) 전계에 의해 배열이 변경되는 네마틱(nematic) 액정일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. PDLC 층(131)은 폴리머(131a)로 인해 액적(droplet)(131b)들을 제외한 나머지 부분이 고체 상태에 있다. 따라서, PDLC 층(131)은 스페이서 또는 격벽이 없이도 셀 갭을 유지할 수 있다.As shown in FIG. 2 , a
블랙(black)의 차광 모드를 구현하기 위해 GHLC 층(132)은 제2 액정(132a)들과 이색성 염료(dichroic dye, 132b)들을 포함한다. 제2 액정(132a)들은 호스트 물질(host material)이고, 이색성 염료(132b)들은 게스트 물질(guest material)일 수 있다. 이 때, 이색성 염료(132b)들의 광흡수에 의해 차광 모드의 블랙 상태가 구현될 수 있다. 따라서, 외부 광은 PDLC 층(131)을 통과하여 산란되고, 산란된 외부 광은 GHLC 층(132)의 이색성 염료(132b)들에 의해 광흡수되어 차광 상태를 구현하게 된다. 또한, PDLC 층(131)을 통과하여 산란된 빛이 긴 광경로를 가지고 GHLC 층(132)을 통과하므로 차광율을 높일 수 있다.In order to implement a black light blocking mode, the
제2 액정(132a)들과 이색성 염료(132b)들은 수직(y축 방향) 전계에 의해 배열이 변경되는 네마틱(nematic) 액정일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 이색성 염료(132b)들은 빛을 흡수하는 염료일 수 있다. 예를 들어, 이색성 염료(132b)들은 가시광선 파장대의 빛을 모두 흡수하는 블랙 염료(black dye) 또는 특정한 색(예를 들어 적색)의 파장대 이외의 빛을 흡수하고 특정한 색(예를 들어 적색)의 파장대의 빛을 반사하는 염료일 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 빛을 차단하는 차광율을 높이기 위해 이색성 염료(132b)들이 블랙 염료(black dye)인 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 이색성 염료(132b)는 레드(red), 그린(green), 블루(blue), 옐로우(yellow) 중 어느 하나의 색을 갖거나 또는 이들의 혼합으로 이루어진 색을 가지는 염료일 수 있다. GHLC 층(132)의 이색성 염료(132b)들이 레드(red) 계열의 색을 가지는 염료인 경우 PDLC 층(131)으로부터 GHLC 층(132)을 통과한 빛은 레드 계열의 색이 된다. 따라서, 전압이 인가되지 않는 경우, 빛이 PDLC 층(131)으로부터 GHLC 층(132)을 통과함에 따라 광 제어 장치(100)는 GHLC 층(132)에 위치하는 이색성 염료(132b)들이 가지는 색을 표시할 수 있다. 따라서, 본 발명의 광 제어 장치(100)는 차광 모드로 구현 시 블랙 계열의 색이 아닌 다양한 색을 표현하면서 뒷 배경을 차광할 수 있다. 이로 인해, 차광 시 다양한 색을 제공할 수 있기 때문에 사용자에게 심미적 효과를 제공할 수 있다. 예를 들어 공공장소에 사용될 수 있으며 투명 모드 및 차광 모드가 필요한 스마트 윈도우 또는 퍼블릭 윈도우(public window)에 광 제어 장치(100)가 적용될 경우 시간 또는 장소에 따라 다양한 색을 표현하면서 차광할 수 있다. The second
또한, PDLC 층(131) 역시 이색성 염료를 포함할 수 있으나, 이 경우 PDLC 층(131)에 포함되는 이색성 염료의 양은 투명 모드에서 PDLC 층(131)을 통과한 빛의 투과율이 크게 저하되지 않을 정도인 것이 바람직하다.In addition, the
이색성 염료(132b)들은 알루미늄산화아연(예; Aluminum Zinc Oxide, AZO)을 포함하는 물질일 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 이색성 염료(132b)들은 액정층(130)의 셀 갭이 5㎛ 내지 15㎛일 때 액정층(130)에 0.5wt% 내지 1.5wt% 로 포함될 수 있다. 그러나, 차광 모드의 차광율이 향상될수록 액정층(130)에 0.5wt%보다 더 작은 양의 이색성 염료(132b)들이 포함될 수 있다. 따라서, 차광 모드의 차광율이 향상될수록 이색성 염료(132b)들의 양은 0.1wt%까지 줄일 수 있다. 또는, 액정층(130)의 셀 갭이 작을 경우 차광율을 향상시키기 위해 1.5wt%보다 더 많은 양의 이색성 염료(132b)들이 포함되어야 한다. 따라서 셀 갭이 5㎛보다 작은 경우 이색성 염료(132b)들은 3wt%까지 포함될 수 있다. 한편, 이색성 염료(132b)들은 소정의 굴절률을 가지나, 액정층(130)에 포함된 이색성 염료(132b)들의 양은 소량이며 이색성 염료(132b)들은 입사되는 광을 흡수하므로, 이색성 염료(132b)들은 입사되는 빛을 굴절시키는데 거의 기여하지 않는다.The
또한, 상기 광 제어 장치는 차광 모드에서 차광율을 높이기 위해 액정층(130) 에서 이색성 염료(132b)들의 양을 늘리는 경우, 투과율이 낮아질 수 있다. 따라서, 액정층(130)에서 이색성 염료(132b)들의 양은 차광 모드의 차광율과 투명 모드의 투과율을 고려하여 설정될 수 있다.In addition, when the amount of the
또한, 이색성 염료(132b)들은 자외선(이하 “UV”라 칭함)에 의해 쉽게 변색될 수 있다. 구체적으로, 이색성 염료(132b)들을 포함하는 PDLC 층(polymer dispersed liquid crystal layer) 또는 PNLC 층(polymer network liquid crystal layer)은 폴리머(polymer)를 경화하기 위한 UV 공정이 필수적이며, 이 경우 이색성 염료(132b)들이 UV로 인해 변색되는 문제가 발생할 수 있다. 예를 들어, 청색의 이색성 염료(132b)들은 UV에 의해 자색(보라색)으로 변색될 수 있다. 이 경우, 이색성 염료(132b)들에 의해 흡수되는 빛의 파장대가 달라지므로, 원래 의도한 바와 다른 색으로 차광되는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 이색성 염료(132b)들은 UV로 인해 손상될 수 있으며, 이로 인해 이색성 염료(132b)들의 광 흡수율이 감소할 수 있다. 따라서, 차광 모드의 차광율이 낮아지는 것을 방지하기 위해, 이색성 염료(132b)들의 양을 늘려야 하므로, 비용이 증가될 수 있다. 그러므로, 이색성 염료(132b)들을 포함하는 액정층(130)은 UV 공정이 필요하지 않은 액정층(130)으로 구성할 수 있다. 그리고, GHLC 층(132)은 PDLC 층(131)과 다르게 액체 상태에 있다. 따라서, 고체상태인 PDLC 층(131)은 외부압력에 취약하지 않고, 스페이서 또는 격벽이 없이도 제1 기판(110)과 제2 기판(150) 사이의 셀 갭을 유지할 수 있는 있으며, GHLC 층(132)은 외부압력에 취약한 점을 보완하고, 셀 갭을 유지하기 위한 스페이서 또는 격벽이 필요하다.In addition, the
격벽(132c)은 요철 형태로 형성되며, 댐(CA1)들을 포함할 수 있다. 격벽(132c)의 댐(CA1)들 사이에는 복수의 액정 영역(LCA)들이 마련된다. 제2 액정(132a)들과 이색성 염료(132b)들은 격벽(132c)의 댐(CA1)들 사이에 있는 복수의 액정 영역(LCA)들에 마련된다. 어느 한 액정 영역(LCA)에 마련된 제2 액정(132a)들과 이색성 염료(132b)들은 댐(CA1)에 의해 또 다른 액정 영역(LCA)에 마련된 제2 액정(132a)들과 이색성 염료(132b)들과 분리될 수 있다. 따라서, 이색성 염료(132b)들의 이동이 매우 제한적이기 때문에 광 제어 장치는 전체적으로 고르게 차광 모드를 구현할 수 있다. 그리고, 본 발명의 실시예의 격벽(132c)은 제1 기판(110)과 제2 기판(150) 사이의 셀 갭을 유지할 수 있을 뿐만 아니라, 광 제어 장치 내에서 복수의 액정 영역(LCA)마다 제2 액정(132a)들과 이색성 염료(132b)들의 비율을 거의 유사하게 유지할 수 있다. 예를 들어, 복수의 액정영역(LCA)들 사이에서 제2 액정(132a)들과 이색성 염료(132b)들의 비율은 1% 이내로 차이가 날 수 있다. 복수의 액정영역(LCA)들 사이에서 제2 액정(132a)들과 이색성 염료(132b)들의 비율이 1%보다 크게 차이가 나는 경우 복수의 액정영역(LCA)들 사이에서 투명 모드에서 투과율과 차광 모드에서 차광율이 서로 다를 수 있다. The
격벽들(132c)은 투명한 재질의 포토 레지스트(photo resist), 광경화성 폴리머 및 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane) 중 어느 하나일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The
격벽(132c)상에는 제1 배향막(133)이 마련되고, 제2 전극(140)상에는 제2 배향막(134)이 마련된다. 제1 및 제2 배향막들(133, 134)에 의해 제2 액정(132a)들과 이색성 염료(132b)들은 일정한 방향으로 배열될 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이 제2 액정(132a)들과 이색성 염료(132b)들은 수직 방향(y축 방향)으로 배열될 수 있다.A
또한, 유연성(flexiblity)이 있는 광 제어 장치를 구현하기 위해서 제1 및 제2 기판들(110, 150)은 플라스틱 필름일 수 있다. 이 경우, 제1 및 제2 기판들(110, 150)은 높은 온도의 공정에 의해 손상될 수 있다. 그러므로, 제1 및 제2 기판들(110, 150)에 제1 및 제2 배향막들(133, 134)을 형성하기 위한 공정은 200℃ 이하의 저온에서 형성 가능한 수직배향물질을 이용할 수 있다.In addition, in order to implement a light control device having flexibility, the first and
이 때, 제2 배향막(134)은 접착물질을 포함하여 격벽(132c)의 댐(CA1)들 상에 있는 제1 배향막(133)과 접착될 수 있다. 이 때, 격벽(132c)의 댐(CA1)들의 면적이 넓을수록 제1 배향막(133)과 제2 배향막(134)의 접착 면적이 넓어지므로, 제1 배향막(133)과 제2 배향막(134) 사이의 접착력이 높아질 수 있다. 따라서, GHLC 층(132)이 외부압력에 취약한 점을 보완할 수 있으므로 유연성(flexibility)이 있는 광 제어 장치를 구현할 수 있다. 또한, 제1 및 제2 기판들(110, 150)이 플라스틱 필름인 경우 별도의 접착제를 이용하여 제1 및 제2 기판들(110, 150)을 합착하기 어려우므로, 제1 배향막(133)과 제2 배향막(134) 사이의 접착력을 높이기 위해 제1 배향막(133)과 제2 배향막(134)의 접착 면적을 넓히는 것이 바람직하지만 격벽(132c)의 댐(CA1)들의 면적이 넓어질수록 액정 영역(LCA)들의 면적은 좁아진다. 이 때, 제2 액정(132a)들과 이색성 염료(132b)들이 마련되는 면적이 좁아지기 때문에, 차광 모드에서 차광 불량이 발생할 수 있다. 따라서, 격벽(132c)의 댐(CA1)들의 면적은 차광율과 접착력을 고려하여 설정되는 것이 바람직하다.In this case, the
또한, GHLC 층(132)은 폴리머 네트워크를 포함할 수 있다. 이 때, GHLC 층(132)은 폴리머 네트워크로 인하여 입사되는 빛의 산란 효과를 높일 수 있다.Additionally, the
본 발명의 실시예에 따른 광 제어 장치(100)는 제1 및 제2 전극들(120, 140)에 인가되는 전압을 제어함으로써 빛을 차광하는 차광 모드 또는 빛을 투과하는 투명 모드로 구현될 수 있다. 이하에서는 도 3 및 도 4를 결부하여 광 제어 장치(100)의 투명 모드와 차광 모드에 대하여 상세히 설명한다.The
도 3은 투명 모드의 광 제어 장치의 일 예를 도시한 단면도이고, 도 4는 차광 모드의 광 제어 장치의 일 예를 도시한 단면도이다. 3 is a cross-sectional view illustrating an example of a light control device in a transparent mode, and FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating an example of a light control device in a light blocking mode.
도3 및 도 4와 같이 광 제어 장치(100)는 제1 및 제2 전극들(120, 140) 각각에 소정의 전압을 공급하는 전압 공급부(160)를 더 포함할 수 있다. 제1 전극(120)에 인가되는 전압과 제2 전극(140)에 인가되는 전압에 따라 복수 개의 액정층들(130)의 액정들과 이색성 염료들의 배열을 제어함으로써 입사되는 빛을 차단하는 차광 모드 또는 입사되는 빛을 투과하는 투명 모드로 구현될 수 있다.3 and 4 , the
도 3에 도시된 바와 같이, 전압이 인가되지 않는 경우 PDLC 층(131)의 제1 액정(131c)들과 GHLC 층(132)의 제2 액정(132a)들 및 이색성 염료(132b)들은 제1 및 제2 배향막들(133, 134)에 의해 수직 방향(y축 방향)으로 배열될 수 있다. 구체적으로, 제1 및 제2 전극들(120, 140)에 전압이 인가되지 않거나 제1 전극(120)에 인가되는 제1 전압과 제2 전극(140)에 인가되는 제2 전압 간의 차이가 제1 기준 전압보다 작은 경우 PDLC 층(131)의 제1 액정(131c)들과 GHLC 층(132)의 제2 액정(132a)들 및 이색성 염료(132b)들은 제1 및 제2 배향막들(133, 134)에 의해 수직 방향(y축 방향)으로 배열될 수 있다.3, when no voltage is applied, the first
이 경우, 제1 액정(131c)들은 빛이 입사되는 방향으로 배열되며, PDLC 층(131)의 폴리머(131a)와 제1 액정(131c)들 간의 굴절률이 최소가 되기 때문에, PDLC 층(131)에 입사되는 빛의 산란은 최소화된다. 또한, 제2 액정(132a)들과 이색성 염료(132b)들은 역시 빛이 입사되는 방향으로 배열되기 때문에, GHLC 층(132)에 입사되는 빛의 흡수는 최소화된다. 그러므로, 광 제어 장치(100)에 입사되는 빛의 대부분은 복수의 액정층들(130)을 통과할 수 있다.In this case, the first
도 3에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시예는 전압을 인가하지 않는 경우 투명 모드를 구현할 수 있으므로, 투명 모드를 구현하기 위하여 별도의 전력 소비가 필요없다는 장점이 있다.As shown in FIG. 3 , the embodiment of the present invention can implement a transparent mode when no voltage is applied, so there is an advantage that separate power consumption is not required to implement the transparent mode.
도 4에 도시된 바와 같이, 전압이 인가되는 경우 PDLC 층(131)의 제1 액정(131c)들과 GHLC 층(132)의 제2 액정(132a)들 및 이색성 염료(132b)들은 수평 방향(x축 및 z축 방향)으로 배열될 수 있다. 구체적으로, 제1 전극(120)에 인가되는 제1 전압과 제2 전극(140)에 인가되는 제2 전압 간의 차이가 제2 기준 전압보다 큰 경우 PDLC 층(131)의 제1 액정(131c)들과 GHLC 층(132)의 제2 액정(132a)들 및 이색성 염료(132b)들은 수평 방향(x축 및 z축 방향)으로 배열될 수 있다. 이 때, 제2 기준 전압은 제1 기준 전압과 크거나 같은 값일 수 있다.As shown in FIG. 4 , when a voltage is applied, the first
이 때, PDLC 층(131)의 폴리머(131a)와 제1 액정(131c)들 간의 굴절률 차이는 최대가 되기 때문에, PDLC 층(131)에 입사되는 빛은 제1 액정(13c)들에 의해 산란된다. 제1 액정(131c)들에 의해 산란된 빛은 GHLC 층(132)의 제2 액정(132a)들에 의해 산란되거나 이색성 염료(132b)들에 의해 흡수된다. 따라서, 광 제어 장치(100)는 차광 모드에서 입사되는 빛을 차단할 수 있다. 예를 들어, 광 제어 장치(100)는 이색성 염료(132b)들이 블랙 염료인 경우 차광 모드에서 블랙 계열의 색을 표시함으로써 입사되는 빛을 차단할 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예는 이색성 염료(132b)들에 따라 특정한 색을 표시함으로써 광 제어 장치의 뒷 배경을 보이지 않게 할 수 있다.At this time, since the difference in refractive index between the
본 발명의 실시예에서 차광 모드는 광 제어 장치(100)의 투과율이 a% 보다 작은 경우를 나타내고, 투명 모드는 광 제어 장치(100)의 투과율이 b% 이상인 경우를 나타낸다고 가정할 수 있다. 광 제어 장치(100)의 투과율은 광 제어 장치(100)에 입사되는 광 대비 출력되는 광의 비율을 나타낸다. 예를 들어 a%는 10 내지 50%일 수 있으며, b%는 60 내지 90%일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 이 경우, 제1 및 제2 전극들(120, 140)에 전압이 인가되지 않거나 제1 전극(120)에 인가된 제1 전압(V1)과 제2 전극(140)에 인가된 제2 전압(V2) 간의 전압 차가 제1 기준 전압보다 작은 경우, 광 제어 장치(100)는 투과율이 a% 보다 작은 차광 모드로 구현된다. 제1 전극(120)에 인가된 제1 전압(V1)과 제2 전극(140)에 인가된 제2 전압(V2) 간의 전압 차가 제2 기준 전압보다 큰 경우, 광 제어 장치(100)는 투과율이 b% 이상인 투명 모드로 구현된다. 만약, 제1 전극(120)에 인가된 제1 전압(V1)과 제2 전극(140)에 인가된 제2 전압(V2) 간의 전압 차가 제1 기준 전압 이상이고 제2 기준전압 이하인 경우에는 광 제어 장치(100)의 투과율이 a% 보다 작지도 않고 b% 이상이지도 않기 때문에, 본 발명의 투명 모드와 차광 모드를 모두 만족시키지 못한다.In the embodiment of the present invention, it may be assumed that the light blocking mode represents a case in which the transmittance of the
한편, 제2 기준 전압은 제1 기준 전압보다 크게 설정될 수 있으나, 제1 기준 전압과 실질적으로 동일하게 설정될 수 있다. 이 경우, 차광 모드의 투과율 기준과 투명 모드의 투과율 기준은 c% 로 동일하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(120)에 인가된 제1 전압(V1)과 제2 전극(140)에 인가된 제2 전압(V2) 간의 전압 차가 기준 전압보다 작은 경우, 광 제어 장치(100)는 투과율이 c% 보다 작은 차광 모드로 구현된다. 제1 전극(120)에 인가된 제1 전압(V1)과 제2 전극(140)에 인가된 제2 전압(V2) 간의 전압 차가 기준 전압 이상인 경우, 광 제어 장치(100)는 투과율이 c% 이상인 투명 모드로 구현된다. 예를 들어 c%는 10 내지 50% 일 수 있다.Meanwhile, the second reference voltage may be set to be greater than the first reference voltage, but may be set substantially equal to the first reference voltage. In this case, the transmittance standard of the light blocking mode and the transmittance standard of the transparent mode may be set to be the same as c%. For example, when the voltage difference between the first voltage V1 applied to the
도 3 및 도 4에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시예는 제1 액정(131c)들을 포함하는 PDLC 층(131)이 투명 모드에서 빛을 투과시키고 차광 모드에서 빛을 산란시키며, 제2 액정(132a)들과 이색성 염료(132b)들을 포함하는 GHLC 층(132)이 투명 모드에서 빛을 투과시키고 차광 모드에서 빛을 흡수할 수 있으므로, 투명 모드에서 빛을 투과시키고, 차광 모드에서 빛을 차단할 수 있다.3 and 4, in the embodiment of the present invention, the
한편, 광 제어 장치(100)가 이색성 염료들을 포함하는 하나의 액정층을 포함하는 경우, 예를 들어, 하나의 액정층이 GHLC 층인 경우 폴리머(polymer)의 부재로 산란 구현이 어렵다. 따라서, 차광 모드에서 차광율이 낮아지는 문제가 있다. 이 때, 차광율을 높이기 위해서는 빛을 흡수하기 위해 이색성 염료들을 하나의 액정층인 예를 들어, GHLC 층에 많이 포함시켜야 한다. 그러나, 이색성 염료들을 많이 포함시킬 경우, 이색성 염료들에 의한 광 흡수로 인하여 투명 모드에서 광 제어 장치(100)의 투과율이 낮아지는 문제가 있다.Meanwhile, when the
본 발명의 실시예에 따른 광 제어 장치(100)의 경우 차광 모드에서 도 4와 같이 PDLC 층(131)에 입사된 빛은 제1 액정(131c)들에 의해 산란되며, 이로 인해 빛의 경로는 길어지게 된다. 본 발명의 실시예에 따른 광 제어 장치(100)의 경우, 빛의 경로가 길어진 빛이 GHLC 층(132)에 입사되므로, GHLC 층(132)에 입사된 빛은 제2 액정(132a)들에 의해 산란되거나 이색성 염료(132b)들에 의해 흡수될 확률이 높다. 즉, PDLC 층(131) 및 GHCL(132)층과 같은 복수의 액정층들을 포함하는 경우 이색성 염료(132b)들에 의한 광흡수가 증가 되므로, 차광율을 높일 수 있다.In the case of the
한편, 투명 모드에서 GHLC(132)층의 이색성 염료(132b)들이 빛을 흡수하므로, 투과율을 높이기 위해서는 이색성 염료(132b)들의 양을 줄이는 것이 바람직하다. 따라서, 광 제어 장치는 하나의 GHLC 층을 포함하는 경우보다 PDLC 층과 GHLC 층들(131, 132)을 포함하는 경우 이색성 염료(132b)들의 양을 줄이면서 차광율을 높일 수 있다. 따라서, 투명 모드에서 이색성 염료(132b)들에 의한 빛의 흡수를 최소화 하여, 투과율을 높일 수 있다. 본 발명의 실시예는 PDLC 층과 GHLC 층들(131, 132)을 포함함으로써, 하나의 GHLC 층을 포함하는 경우보다 차광모드에서 차광율을 높이면서, 투명 모드에서는 투과율을 높일 수 있다. Meanwhile, since the
도 5a는 도 1의 광 제어 장치의 또 다른 예를 상세히 보여주는 단면도이다. 도 5a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 광 제어 장치(200)는 제1 기판(210), 제1 전극(220), PDLC 층(231), GHLC 층(232), 제2 전극(240), 및 제2 기판(250)을 포함한다.FIG. 5A is a detailed cross-sectional view illustrating still another example of the light control device of FIG. 1 . As shown in FIG. 5A , the
도 5a의 제1 기판(210), 제1 전극(220), PDLC 층(231), 제2 전극(240), 및 제2 기판(250)은 도 1 및 도 2를 결부하여 설명한 제1 기판(110), 제1 전극(120), PDLC 층(131), 제2 전극(140), 및 제2 기판(150)과 실질적으로 동일하다. 따라서, 도 5a의 제1 기판(210), 제1 전극(220), PDLC 층(231), 제2 전극(240), 및 제2 기판(250)에 대한 자세한 설명은 생략한다.The
GHLC 층(232)은 제2 전극(240)상에 마련된다. GHLC 층(232)은 제2 액정(232a)들과 이색성 염료(232b)들을 포함한다. 도 5a의 제2 액정(232a)들과 이색성 염료(232b)들은 도 1 및 도 2를 결부하여 설명한 제2 액정(132a)들과 이색성 염료(132b)들과 실질적으로 동일하다. 따라서, 도 5a의 제2 액정(232a)들과 이색성 염료(232b)들에 대한 자세한 설명은 생략한다.The
GHLC 층(232)은 PDLC 층(231)과 다르게 액체 상태에 있다. 따라서, GHLC 층(232)은 셀 갭을 유지하기 위한 스페이서 또는 격벽이 필요하다.The
격벽(232c)은 요철 형태로 형성되며, 댐(CA1)들을 포함할 수 있다. 격벽(132c)의 댐(CA1)들 사이에는 복수의 액정 영역(LCA)들이 마련된다. 제2 액정(132a)들과 이색성 염료(132b)들은 격벽(132c)의 댐(CA1)들 사이의 복수의 액정 영역(LCA)들에 마련된다. 따라서, 어느 한 액정 영역(LCA)에 마련된 제2 액정(232a)들과 이색성 염료(232b)들은 댐(CA1)에 의해 또 다른 액정 영역(LCA)에 마련된 제2 액정(232a)들과 이색성 염료(232b)들과 분리될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 액정 영역(LCA)마다 제2 액정(232a)들과 이색성 염료(232b)들의 비율을 거의 유사하게 유지할 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예는 광 제어 장치(200) 내에서 제2 액정(232a)들과 이색성 염료(232b)들의 비율을 고르게 유지할 수 있다. 예를 들어, 복수의 액정영역(LCA)들 사이에서 제2 액정(132a)들과 이색성 염료(132b)들의 비율은 1% 이내로 차이가 날 수 있다. 복수의 액정영역(LCA)들 사이에서 제2 액정(132a)들과 이색성 염료(132b)들의 비율이 1%보다 크게 차이가 나는 경우 복수의 액정영역(LCA)들 사이에서 투명 모드에서 투과율과 차광 모드에서 차광율이 서로 다를 수 있다. 격벽들(232c)은 투명한 재질의 포토 레지스트(photo resist), 광경화성 폴리머 및 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane) 중 어느 하나일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The
격벽(232c)상에는 제1 배향막(233)이 마련되고, PDLC 층(231)상에는 제2 배향막(234)이 마련된다. 제1 및 제2 배향막들(233, 234)에 의해 제2 액정(232a)들과 이색성 염료(232b)들은 일정한 방향으로 배열될 수 있다. 예를 들어, 도 5a와 같이 제2 액정(232a)들과 이색성 염료(232b)들은 수직 방향(y축 방향)으로 배열될 수 있다. 또한, 제2 배향막(234)은 접착 물질을 포함하여 격벽(232c)의 댐(CA1)들 상에 있는 제1 배향막(233)과 접착될 수 있다. 이 때, 격벽(232c)의 댐(CA1)들의 면적이 넓을수록 제1 배향막(233)과 제2 배향막(234)의 접착 면적이 넓어지므로, 제1 배향막(233)과 제2 배향막(234) 사이의 접착력이 높아질 수 있다. 제1 및 제2 기판들(210, 250)이 플라스틱 필름인 경우 별도의 접착제를 이용하여 제1 및 제2 기판들(210, 250)을 합착하기 어려우므로, 제1 배향막(233)과 제2 배향막(234) 사이의 접착력을 높이기 위해 제1 배향막(233)과 제2 배향막(234)의 접착 면적을 넓히는 것이 바람직하다. 하지만, 격벽(232c)의 댐(CA1)들의 면적이 넓어질수록 액정영역(LCA) 들의 면적은 좁아지며, 이 경우 제2 액정(232a)들과 이색성 염료(232b)들이 마련되는 면적이 좁아지기 때문에, 차광 모드에서 차광 불량이 발생할 수 있다. 따라서, 격벽(232c)의 댐(CA1)들의 면적은 차광율과 접착력을 고려하여 적절하게 설정될 수 있다.A
또한, GHLC 층(232)은 폴리머 네트워크를 포함할 수 있다. 이 때, GHLC 층(232)은 폴리머 네트워크로 인하여 입사되는 빛의 산란 효과를 높일 수 있다.Additionally, the
도 5a에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 광 제어 장치(200)는 제1 및 제2 전극들(220, 240)에 인가되는 전압을 제어함으로써 빛을 차광하는 차광 모드 또는 빛을 투과하는 투명 모드로 구현될 수 있으며, 도 5a에 도시된 광 제어 장치(200)의 투명 모드와 차광 모드는 도 3 및 도 4를 결부하여 설명한 바와 실질적으로 동일하다.The
도 5b는 도 1의 광 제어 장치의 또 다른 예를 상세히 보여주는 단면도이다. 도 5b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 광 제어 장치(300)는 제1 기판(310), 제1 전극(320), PDLC 층(331), GHLC 층(332), 제2 전극(340), 및 제2 기판(350)을 포함한다.FIG. 5B is a cross-sectional view showing another example of the light control device of FIG. 1 in detail. As shown in FIG. 5B , the
도 5b의 제1 기판(310), 제1 전극(320), PDLC 층(331), 제2 전극(340), 및 제2 기판(350)은 도 1 및 도 2를 결부하여 설명한 제1 기판(110), 제1 전극(120), PDLC 층(131), 제2 전극(140), 및 제2 기판(150)과 실질적으로 동일하다. 따라서, 도 5b의 제1 기판(310), 제1 전극(320), PDLC 층(331), 제2 전극(340), 및 제2 기판(350)에 대한 자세한 설명은 생략한다.The
GHLC 층(332)은 PDLC 층(331)상에 마련된다. GHLC 층(332)은 제2 액정(332a)들과 이색성 염료(332b)들을 포함한다. 도 5b의 제2 액정(332a)들과 이색성 염료(332b)들은 도 1 및 도 2를 결부하여 설명한 제2 액정(332a)들과 이색성 염료(332b)들과 실질적으로 동일하다. 따라서, 도 5b의 제2 액정(332a)들과 이색성 염료(332b)들에 대한 자세한 설명은 생략한다.A
GHLC 층(332)은 PDLC 층(331)과 다르게 액체 상태에 있다. 따라서, GHLC 층(332)은 셀 갭을 유지하기 위한 스페이서 또는 격벽(332c)이 필요하다. 격벽(332c)은 투명한 재질의 포토 레지스트(photo resist), 광경화성 폴리머 및 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane) 중 어느 하나일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The
제2 액정(332a)들과 이색성 염료(332b)들은 격벽(332c)의 댐(CA1)들 사이의 복수의 액정 영역(LCA)들에 마련된다. 따라서, 어느 한 액정 영역(LCA)에 마련된 제2 액정(332a)들과 이색성 염료(332b)들은 댐(CA1)에 의해 또 다른 액정 영역(LCA)에 마련된 제2 액정(332a)들과 이색성 염료(332b)들과 분리될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 액정 영역(LCA)마다 제2 액정(332a)들과 이색성 염료(332b)들의 비율을 거의 유사하게 유지할 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예는 광 제어 장치(300) 내에서 제2 액정(332a)들과 이색성 염료(332b)들의 비율을 고르게 유지할 수 있다. 예를 들어, 복수의 액정영역(LCA)들 사이에서 제2 액정(332a)들과 이색성 염료(332b)들의 비율은 1% 이내로 차이가 날 수 있다. 복수의 액정영역(LCA)들 사이에서 제2 액정(332a)들과 이색성 염료(332b)들의 비율이 1%보다 크게 차이가 나는 경우 복수의 액정영역(LCA)들 사이에서 투명 모드에서 투과율과 차광 모드에서 차광율이 서로 다를 수 있다.The second
PDLC 층(331)상에는 제1 배향막(333)이 마련되고, GHLC 층(332)상에는 제2 배향막(334)이 마련된다. 제1 및 제2 배향막들(333, 334)에 의해 제2 액정(332a)들과 이색성 염료(332b)들은 일정한 방향으로 배열될 수 있다. 예를 들어, 도 6b와 같이 제2 액정(332a)들과 이색성 염료(332b)들은 수직 방향(y축 방향)으로 배열될 수 있다. 또한, 격벽(332c)은 UV 조사에 의해 경화되어 제1 및 제2 배향막들(333, 334)에 고착될 수 있다.A
도 5b에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 광 제어 장치(300)는 제1 및 제2 전극들(320, 340)에 인가되는 전압을 제어함으로써 빛을 차광하는 차광 모드 또는 빛을 투과하는 투명 모드로 구현될 수 있으며, 도 5b에 도시된 광 제어 장치(300)의 투명 모드와 차광 모드는 도 3 및 도 4를 결부하여 설명한 바와 실질적으로 동일하다.The
도 6a는 도 1의 광 제어 장치의 또 다른 예를 상세히 보여주는 단면도이다. 도 6a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 광 제어 장치(400)는 제1 기판(410), 제1 전극(420), 복수 개의 액정층들(430), 제2 전극(440), 제2 기판(450), 제1 굴절률 매칭층(460), 및 제2 굴절률 매칭층(470)을 포함한다.6A is a cross-sectional view illustrating in detail another example of the light control device of FIG. 1 . As shown in FIG. 6A , the
도 6a의 제1 기판(410), 제1 전극(420), 복수 개의 액정층들(430), 제2 전극(440), 및 제2 기판(450)은 도 1 및 도 2를 결부하여 설명한 제1 기판(110), 제1 전극(120), 복수 개의 액정층들(130), 제2 전극(140), 및 제2 기판(150)과 실질적으로 동일하다. 따라서, 도 6a의 제1 기판(410), 제1 전극(420), 복수 개의 액정층들(430), 제2 전극(440), 및 제2 기판(450)에 대한 자세한 설명은 생략한다.The
제1 굴절률 매칭층(460)은 제1 전극(420)이 마련되는 제1 기판(410)의 일면의 반대면에 마련될 수 있다. 즉, 제1 기판(410)의 일면에는 제1 전극(420)이 마련되고, 제1 기판(410)의 일면의 반대면에 해당하는 타면에는 제1 굴절률 매칭층(460)이 마련될 수 있다.The first refractive
공기와 제1 기판(410) 사이의 굴절률 차이로 인해 프레넬 반사가 발생할 수 있다. 예를 들어, 공기와 제1 기판(410) 사이에 굴절률 차이가 있는 경우, 공기를 통해 제1 기판(410)에 입사한 빛이 공기와 제1 기판(410) 사이의 굴절률 차이로 인하여 반사될 수 있다. 그러므로, 제1 굴절률 매칭층(460)은 공기와 제1 기판(410) 사이의 굴절률 차이를 줄이기 위해 공기와 제1 기판(410) 사이의 굴절률을 가질 수 있다. 예를 들어, 공기의 굴절률은 1이고, 제1 기판(410)의 굴절률이 1.6인 경우, 제1 굴절률 매칭층(460)은 공기와 제1 기판(410) 사이의 굴절률 차이를 줄이기 위해 1.1 내지 1.5의 굴절률을 가질 수 있다.Fresnel reflection may occur due to a difference in refractive index between the air and the
제2 굴절률 매칭층(470)은 제2 전극(450)이 마련되는 제2 기판(450)의 일면의 반대면에 마련될 수 있다. 즉, 제2 기판(450)의 일면에는 제2 전극(440)이 마련되고, 제2 기판(450)의 일면의 반대면에 해당하는 타면에는 제2 굴절률 매칭층(470)이 마련될 수 있다.The second refractive
공기와 제2 기판(450) 사이의 굴절률 차이로 인해 프레넬 반사가 발생할 수 있다. 예를 들어, 공기와 제2 기판(450) 사이에 굴절률 차이가 있는 경우, 제2 기판(450)을 통과한 빛의 일부가 공기에 입사될 때 굴절률 차이로 인하여 반사될 수 있다. 그러므로, 제2 굴절률 매칭층(470)은 공기와 제2 기판(450) 사이의 굴절률 차이를 줄이기 위해 공기와 제2 기판(450) 사이의 굴절률을 가질 수 있다. 예를 들어, 공기의 굴절률은 1이고, 제2 기판(450)의 굴절률이 1.6인 경우, 제2 굴절률 매칭층(470)은 공기와 제2 기판(450) 사이의 굴절률 차이를 줄이기 위해 1.1 내지 1.5의 굴절률을 가질 수 있다.Fresnel reflection may occur due to a difference in refractive index between the air and the
제1 및 제2 굴절률 매칭층들(460, 470) 각각은 OCA(optically clear adhesive)와 같은 투명접착필름, 열 경화 또는 UV 경화가 가능한 유기화합물 점착제 등으로 이루어질 수 있다.Each of the first and second refractive
도 6b는 도 1의 광 제어 장치의 또 다른 예를 상세히 보여주는 단면도이다. 도 6b에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 광 제어 장치(500)는 제1 기판(510), 제1 전극(520), 복수 개의 액정층들(530), 제2 전극(540), 제2 기판(550), 제1 굴절률 매칭층(560), 및 제2 굴절률 매칭층(570)을 포함한다.6B is a detailed cross-sectional view illustrating another example of the light control device of FIG. 1 . As shown in FIG. 6B , the
도 6b의 제1 기판(510), 제1 전극(520), 복수 개의 액정층들(530), 제2 전극(540), 및 제2 기판(550)은 도 1 및 도 2를 결부하여 설명한 제1 기판(110), 제1 전극(120), 복수 개의 액정층들(130), 제2 전극(140), 및 제2 기판(150)과 실질적으로 동일하다. 따라서, 도 6b의 제1 기판(510), 제1 전극(520), 복수 개의 액정층들(530), 제2 전극(540), 및 제2 기판(550)에 대한 자세한 설명은 생략한다.The
제1 굴절률 매칭층(560)은 제1 기판(510)과 제1 전극(520) 사이에 마련될 수 있다. 제1 기판(510)과 제1 전극(520) 사이의 굴절률 차이로 인해 프레넬 반사가 발생할 수 있다. 예를 들어, 제1 기판(510)과 제1 전극(520) 사이에 굴절률 차이가 있는 경우, 제1 기판(510)을 통과한 빛의 일부가 제1 전극(520)에 입사될 때 굴절률 차이로 인하여 반사될 수 있다. 그러므로, 제1 굴절률 매칭층(560)은 제1 기판(510)과 제1 전극(520) 사이의 굴절률 차이를 줄이기 위해 제1 기판(510)과 제1 전극(520) 사이의 굴절률을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 기판(510)의 굴절률이 1.6이고, 제1 전극(520)의 굴절률이 2인 경우, 제1 굴절률 매칭층(460)은 제1 기판(510)과 제1 전극(520) 사이의 굴절률 차이를 줄이기 위해 1.7 내지 1.9의 굴절률을 가질 수 있다.The first refractive
제2 굴절률 매칭층(570)은 제2 기판(550)과 제2 전극(540) 사이에 마련될 수 있다. 제2 기판(550)과 제2 전극(540) 사이의 굴절률 차이로 인해 프레넬 반사가 발생할 수 있다. 예를 들어, 제2 전극(540)과 제2 기판(550) 사이에 굴절률 차이가 있는 경우, 제2 전극(540)을 통과한 빛의 일부가 제2 기판(550)에 입사될 때 굴절률 차이로 인하여 반사될 수 있다. 그러므로, 제2 굴절률 매칭층(570)은 제2 기판(550)과 제2 전극(540) 사이의 굴절률 차이를 줄이기 위해 제2 기판(550)과 제2 전극(540) 사이의 굴절률을 가질 수 있다. 예를 들어, 제2 기판(550)의 굴절률이 1.6이고, 제2 전극(540)의 굴절률이 2인 경우, 제2 굴절률 매칭층(570)은 제2 기판(550)과 제2 전극(540) 사이의 굴절률 차이를 줄이기 위해 1.7 내지 1.9의 굴절률을 가질 수 있다.The second refractive
제1 및 제2 굴절률 매칭층들(560, 570) 각각은 OCA(optically clear adhesive)와 같은 투명접착필름, 열 경화 또는 UV 경화가 가능한 유기화합물 점착제 등으로 이루어질 수 있다.Each of the first and second refractive
도 6c는 도 1의 광 제어 장치의 또 다른 예를 상세히 보여주는 단면도이다. 도 6c에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 광 제어 장치(600)는 제1 기판(610), 제1 전극(620), 복수 개의 액정층들(630), 제2 전극(640), 제2 기판(650), 제1 굴절률 매칭층(660), 및 제2 굴절률 매칭층(670)을 포함한다.FIG. 6C is a cross-sectional view illustrating another example of the light control device of FIG. 1 in detail. As shown in FIG. 6C , the
도 6c의 제1 기판(610), 제1 전극(620), 복수 개의 액정층들(630), 제2 전극(640), 및 제2 기판(650)은 도 1 및 도 2를 결부하여 설명한 제1 기판(110), 제1 전극(120), 복수 개의 액정층들(130), 제2 전극(140), 및 제2 기판(150)과 실질적으로 동일하다. 따라서, 도 6c의 제1 기판(610), 제1 전극(620), 복수 개의 액정층들(630), 제2 전극(640), 및 제2 기판(650)에 대한 자세한 설명은 생략한다.The
제1 굴절률 매칭층(660)은 제1 전극(620)과 PDLC 층(631) 사이에 마련될 수 있다. 제1 전극(620)과 PDLC 층(631) 사이의 굴절률 차이로 인해 프레넬 반사가 발생할 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(620)과 PDLC 층(631) 사이에 굴절률 차이가 있는 경우, 제1 전극(620)을 통과한 빛의 일부가 PDLC 층(631)에 입사될 때 굴절률 차이로 인하여 반사될 수 있다. 그러므로, 제1 굴절률 매칭층(660)은 제1 전극(620)과 PDLC 층(631) 사이의 굴절률 차이를 줄이기 위해 제1 전극(620)과 PDLC 층(631) 사이의 굴절률을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(620)은 1.6 내지 1.8 사이의 굴절률을 가질 수 있고, PDLC 층(631)은 1.3 내지 1.6 사이의 굴절률을 가질 수 있으며, 이 경우 제1 굴절률 매칭층(660)은 1.3 내지 1.8 사이에서 제1 전극(620)과 PDLC 층(631) 사이의 굴절률을 가질 수 있다.The first refractive
제2 굴절률 매칭층(670)은 제2 전극(640)과 GHLC 층(632) 사이에 마련될 수 있다. 제2 전극(640)과 GHLC 층(632) 사이의 굴절률 차이로 인해 프레넬 반사가 발생할 수 있다. 예를 들어, 제2 전극(640)과 GHLC 층(632) 사이에 굴절률 차이가 있는 경우, 제2 전극(640)을 통과한 빛의 일부가 GHLC 층(632)에 입사될 때 굴절률 차이로 인하여 반사될 수 있다. 그러므로, 제2 굴절률 매칭층(670)은 제2 전극(640)과 GHLC 층(632) 사이의 굴절률 차이를 줄이기 위해 제2 전극(640)과 GHLC 층(632) 사이의 굴절률을 가질 수 있다. 예를 들어, 제2 전극(640)은 1.6 내지 1.8 사이의 굴절률을 가질 수 있고, GHLC 층(632)은 1.3 내지 1.6 사이의 굴절률을 가질 수 있으며, 이 경우 제2 굴절률 매칭층(670)은 1.3 내지 1.8 사이에서 제2 전극(640)과 GHLC 층(632) 사이의 굴절률을 가질 수 있다.The second refractive
제1 및 제2 굴절률 매칭층들(660, 670) 각각은 OCA(optically clear adhesive)와 같은 투명접착필름, 열 경화 또는 UV 경화가 가능한 유기화합물 점착제 등으로 이루어질 수 있다.Each of the first and second refractive
도 6d는 도 1의 광 제어 장치의 또 다른 예를 상세히 보여주는 단면도이다. 도 6d에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 광 제어 장치(700)는 제1 기판(710), 제1 전극(720), 복수 개의 액정층들(730), 제2 전극(740), 제2 기판(750), 및 굴절률 매칭층(760)을 포함한다.FIG. 6D is a detailed cross-sectional view illustrating another example of the light control device of FIG. 1 . As shown in FIG. 6D , the
도 6d의 제1 기판(710), 제1 전극(720), 복수 개의 액정층들(730), 제2 전극(740), 및 제2 기판(750)은 도 1 및 도 2를 결부하여 설명한 제1 기판(110), 제1 전극(120), 복수 개의 액정층들(130), 제2 전극(140), 및 제2 기판(150)과 실질적으로 동일하다. 따라서, 도 6d의 제1 기판(710), 제1 전극(720), 복수 개의 액정층들(730), 제2 전극(740), 및 제2 기판(750)에 대한 자세한 설명은 생략한다.The
굴절률 매칭층(760)은 복수 개의 액정층들(730) 사이에 마련될 수 있다. 즉, 굴절률 매칭층(760)은 PDLC 층(731)과 GHLC 층(732) 사이에 마련될 수 있다. 굴절률 매칭층(760)은 PDLC 층(731)과 GHLC 층(732) 사이의 굴절률 차이로 인해 프레넬 반사가 발생하는 것을 방지하기 위해, PDLC 층(731)과 GHLC 층(732) 사이의 굴절률을 가질 수 있다.The refractive
굴절률 매칭층(760)은 OCA(optically clear adhesive)와 같은 투명접착필름, 열 경화 또는 UV 경화가 가능한 유기화합물 점착제 등으로 이루어질 수 있다.The refractive
광 제어 장치 내부에 굴절률 매칭층이 없을 경우를 예로 들어 설명하면, 광 제어 장치 내부로 빛이 입사하게 되면 제1 전극과 PDLC 층 사이의 굴절률 차이 그리고 제2 전극과 GHLC 층 사이의 굴절률 차이로 인해 프레넬 반사가 일어난다. 즉, 광 제어 장치가 투명 모드로 구현될 경우, 빛이 광 제어 장치 내부로 진행하는 과정에서 제1 전극을 통과한 빛이 PDLC 층으로 입사할 때 굴절률 차이로 인하여 상당량의 빛은 PDLC 층 밖으로 반사된다. 이후, PDLC 층 및 GHLC 층을 통과한 빛이 다시 제2 전극으로 통과할 때 제2 전극과 GHLC 층 사이의 굴절률 차이로 인하여 또다시 상당량의 빛은 GHLC 층의 안쪽 방향으로 반사된다. 따라서, 광 제어 장치가 투명 모드로 구현될 경우 프레넬 반사에 의해 상당량의 빛이 광 제어 장치를 통과하지 못하고 반사하게 되어 투명도가 저하될 수 있다. Taking the case where there is no refractive index matching layer inside the light control device as an example, when light is incident into the light control device, the difference in refractive index between the first electrode and the PDLC layer and the refractive index difference between the second electrode and the GHLC layer A Fresnel reflection occurs. That is, when the light control device is implemented in a transparent mode, when the light passing through the first electrode enters the PDLC layer while the light travels inside the light control device, a significant amount of light is reflected out of the PDLC layer due to a difference in refractive index do. Then, when the light passing through the PDLC layer and the GHLC layer passes back to the second electrode, a significant amount of light is again reflected inward of the GHLC layer due to the difference in refractive index between the second electrode and the GHLC layer. Accordingly, when the light control device is implemented in a transparent mode, a significant amount of light does not pass through the light control device and is reflected due to Fresnel reflection, thereby reducing transparency.
반면, 도 6a 내지 도 6d에서 설명한 바와 같이 본 발명의 광 제어 장치는 굴절률 매칭층이 배치되므로 빛이 광 제어 장치를 통과하는 동안 프레넬 반사가 거의 일어나지 않게 된다. 예를 들어, 굴절률 매칭층에 의해 제1 전극과 PDLC 층 사이의 굴절률 차이와 제2 전극과 GHLC 층 사이의 굴절률 차이를 상쇄시킴으로써 외부에서 입사되는 빛의 손실을 방지하여 광 제어 장치 내부를 통과할 수 있다. 따라서, 광 제어 장치가 투명 모드로 구현될 때 사용자에게 보다 향상된 투명도를 제공할 수 있다,On the other hand, as described with reference to FIGS. 6A to 6D , in the light control device of the present invention, since the refractive index matching layer is disposed, Fresnel reflection hardly occurs while light passes through the light control device. For example, by offsetting the refractive index difference between the first electrode and the PDLC layer and the refractive index difference between the second electrode and the GHLC layer by the refractive index matching layer, the loss of light incident from the outside is prevented so that it can pass inside the light control device. can Therefore, when the light control device is implemented in the transparent mode, it is possible to provide the user with more improved transparency.
그리고, 이미 설명한 바와 같이 굴절률 매칭층은 OCA(optically clear adhesive)와 같은 투명접착필름, 열 경화 또는 UV 경화가 가능한 유기화합물 점착제 등으로 이루어질 수 있으므로, 광 제어 장치 내부에서 발생할 수 있는 단선(short)을 방지할 수 있다. 예를 들어, 광 제어 장치에 물리적으로 압력이 가해질 경우 제1 전극과 제2 전극은 서로 맞닿게 되어 광 제어 장치 내부에서 단선이 발생할 수 있다. 또한, 광 제어 장치 제조 공정 중에 미세한 이물질이 PDLC 층 및 GHLC 층에 섞일 가능성이 있으며, 상기 이물질은 PDLC 층 및 GHLC 층 내에서 제1 전극과 제2 전극의 전기적 연결을 가능하게 하는 전도체의 역할을 하여 광 제어 장치 내부에서 단선이 발생할 수 있다. 그러나, 본 발명의 굴절률 매칭층은 앞서 언급한 물질로 이루어지므로 절연체 역할을 할 수 있다. 따라서, 굴절률 매칭층은 광 제어 장치 내부에서 단선이 발생하는 것을 방지할 수 있으므로, 광 제어 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 도 6a 내지 도 6d에 도시된 본 발명의 실시예들에 따른 광 제어 장치들(400, 500, 600, 700)은 제1 및 제2 전극들에 인가되는 전압을 제어함으로써 빛을 차광하는 차광 모드 또는 빛을 투과하는 투명 모드로 구현될 수 있으며, 도 6a 내지 도 6d에 도시된 광 제어 장치들(400, 500, 600, 700) 각각의 투명 모드와 차광 모드는 도 3 및 도 4를 결부하여 설명한 바와 실질적으로 동일하다.
And, as already described, since the refractive index matching layer may be made of a transparent adhesive film such as OCA (optically clear adhesive), an organic compound adhesive capable of thermal curing or UV curing, etc., a short circuit that may occur inside the light control device can prevent For example, when a pressure is physically applied to the light control device, the first electrode and the second electrode come into contact with each other, and thus a disconnection may occur inside the light control device. In addition, during the manufacturing process of the light control device, there is a possibility that fine foreign substances are mixed in the PDLC layer and the GHLC layer, and the foreign substances play the role of a conductor that enables the electrical connection of the first electrode and the second electrode in the PDLC layer and the GHLC layer. Therefore, disconnection may occur inside the light control device. However, since the refractive index matching layer of the present invention is made of the aforementioned material, it may serve as an insulator. Accordingly, the refractive index matching layer can prevent a disconnection from occurring inside the light control device, thereby improving the reliability of the light control device. The
[광 제어 장치의 제조방법][Manufacturing method of light control device]
도 7, 도 8a 내지 도 8d, 도 9, 도 10, 도 11a 내지 도 11c, 도 12, 도 13a 및 도 13b를 결부하여, 본 발명의 실시예들에 따른 광 제어 장치의 제조방법을 상세히 설명한다.7, 8A to 8D, 9, 10, 11A to 11C, 12, 13A, and 13B, a method of manufacturing a light control device according to embodiments of the present invention will be described in detail. do.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 제어 장치의 제조방법을 보여주는 흐름도이다. 도 8a 내지 도 8d는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 제어 장치의 제조 공정을 보여주는 단면도들이다. 이하에서는 도 7 및 도 8a 내지 도 8d를 결부하여 본 발명의 일 실시예에 따른 광 제어 장치의 제조방법을 상세히 설명한다.7 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a light control device according to an embodiment of the present invention. 8A to 8D are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a light control device according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, a method of manufacturing a light control device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 7 and 8A to 8D .
첫 번째로, 도 8a에 도시된 바와 같이, 제1 기판(110)상에 제1 전극(120)을 형성하고, 제2 기판(150)상에 제2 전극(140)을 형성한다. 제1 기판(110)과 제2 기판(150)은 투명한 유리 기판(glass substrate) 또는 플라스틱 필름(plastic film)일 수 있다. 제1 및 제2 전극들(120, 140)은 투명한 전극일 수 있다. (도 7의 S101)First, as shown in FIG. 8A , the
두 번째로, 도 8b에 도시된 바와 같이, PDLC 층(131)을 형성하기 위한 제1 액정물질을 제1 전극(120)상에 도포하여 PDLC 층(131)을 형성한다.Second, as shown in FIG. 8B , a first liquid crystal material for forming the
이 때, 제1 액정물질을 제1 전극(120)상에 도포하고 UV 경화하여 PDLC 층(131)을 형성할 수 있다. 제1 액정물질은 복수의 모노머들, 제1 액정(131c)들 및 광개시제를 포함한다. 이 때, 복수의 모노머들과 제1 액정(131c)들의 혼합 비율은 30 wt%:70 wt% 내지 50 wt%:50 wt% 일 수 있다. 제1 액정물질에 포함된 복수의 모노머들의 비율이 30 wt% 이하가 되면, 제1 액정물질의 차광율이 낮아진다. 또한, 제1 액정물질 내에서 복수의 모노머들의 비율이 50 wt% 이상이 되면 제1 액정물질의 투과율이 낮아진다. 따라서, 복수의 모노머들과 제1 액정(131c)들의 혼합 비율은 차광율이나 투과율을 고려하여 상기 범위 내에서 설정될 수 있다. UV 경화를 통해 PDLC(131)층을 형성할 때, PDLC 층(131)의 제1 액정(131c)들이 수직 방향(y축 방향)으로 배열되기 위해서는 복수의 모노머들은 표면 에너지가 서로 다른 물질이다. 서로 다른 복수의 모노머들 중 표면 에너지가 상대적으로 낮은 모노머는 UV 경화 시 폴리머(131a)가 되어서 액적(droplet)(131b)의 표면부가 되므로, 액적(droplet)(131b)의 표면 에너지를 낮아지게 한다. 따라서, 표면 에너지가 낮아진 액적(droplet)(131b)은 제1 액정(131c)들을 수직 방향(y축 방향)으로 배열되게 한다. UV 경화 시, UV 파장대는 10 내지 400nm 일 수 있으며, 바람직하게는 320 내지 380nm일 수 있다. 그리고, 복수의 모노머들에 따라 UV 조사 시간은 다르지만 예를 들어, UV 조사 시간은 10s(10초) 내지 100s(100초) 일 수 있다. 이 때, UV 강도는 10 내지 50mW/cm2, 바람직하게는 10 내지 20mW/cm2으로 할 수 있다. 또는, UV 경화 없이 PDLC(131)층을 형성할 때, PDLC 층(131)의 제1 액정(131c)들이 수직 방향(y 축 방향)으로 배열되기 위해서는 제1 액정물질은 제1 액정(131c)들을 갖는 액적(droplet)(131b)들이 용매(solvent)에 포함되어야 한다. 이 때, 제1 액정물질을 제1 전극(120)상에 도포하고 건조(drying)시켜 PDLC 층(131)을 형성할 수 있다. 제1 액정물질이 건조(drying)될 때 용매(solvent)는 기화되고, 액적(droplet)(131b)은 구형에서 타원형으로 변형된다. 따라서 PDLC 층(131)의 액적(droplet)(131b) 내부에 있는 제1 액정(131c)들이 수직 방향(y축 방향)으로 배열된다. (도 7의 S102)In this case, the
세 번째로, 도 8c에 도시된 바와 같이 PDLC 층(131)상에 격벽(132c)을 형성하고, 격벽(132c)상에 제1 배향막(133)을 형성하며, 격벽(132c)의 댐(CA1)들 사이에 마련되는 액정 영역(LCA)들에 제2 액정물질을 주입한다. 격벽(132c)은 임프린팅(imprinting) 방식 또는 포토 리소그래피(photo lithography) 방식으로 형성될 수 있다. 격벽(132c)이 임프린팅 방식으로 형성되는 경우, 격벽(132c)을 형성할 물질을 PDLC 층(131)상에 도포한 후 실리콘, 석영 또는 고분자 물질로 이루어지는 몰드(mold)로 가압함으로써, 격벽(132c)을 형성할 수 있다. 몰드에는 격벽(132c)의 댐(CA1)들의 두께(thickness), 높이(height), 폭(width) 등이 설계된 격벽(132c)의 패턴이 형성되어 있다. 격벽(132c)이 포토 리소그래피(photo lithography) 방식으로 형성되는 경우, 격벽(132c)을 형성할 물질을 PDLC 층(131)상에 도포한 후 포토 공정을 이용하여 노광함으로써, 격벽(132c)을 형성할 수 있다. 격벽(132c)은 포토 레지스트(photo resist), 광경화성 폴리머 및 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane) 중 어느 하나일 수 있다.Third, as shown in FIG. 8C , a
제2 액정물질은 제2 액정(132a)들 및 이색성 염료(132b)들을 포함할 수 있다. 이 경우, 제2 액정물질을 격벽(132c)의 댐(CA1)들 사이에 마련되는 액정 영역(LCA)들에 주입하여 GHLC 층(132)을 형성할 수 있다. 제2 액정물질에 포함된 이색성 염료(132b)들은 제2 액정물질에 0.5 wt% 내지 5 wt% 포함될 수 있다. 차광 모드에서 이색성 염료(132b)들에 의한 차광율을 얻기 위해서는 이색성 염료(132b)들이 제2 액정물질에 0.5 wt% 이상 포함될 수 있다. 또한, 이색성 염료(132b)들은 투명 모드에서도 빛을 일부 흡수하므로, 투명 모드에서 투과 율을 얻기 위해서는 투과율이 크게 저하되지 않을 정도로 이색성 염료(132d) 양을 조정해야 한다. 그러므로, 이색성 염료(132b)들은 제2 액정물질에 5 wt% 이하 포함될 수 있다. (도 7의 S103)The second liquid crystal material may include second
네 번째로, 도 8d에 도시된 바와, 같이 제2 전극(140)상에 제2 배향막(134)을 형성한다. 이 때, 제2 배향막(134)은 격벽(132c)의 댐(CA1)들 상에 있는 제1 배향막(133)과 접착될 수 있도록 접착 물질을 포함할 수 있다. 따라서, 격벽(132c)의 댐(CA1)들 상에 마련된 제1 배향막(133)은 제2 배향막(134)과 접착될 수 있다. 따라서, 제1 기판(110)과 제2 기판(150)은 접착될 수 있다. 격벽(132c)의 댐(CA1)들의 면적이 넓을수록 제1 배향막(133)과 제2 배향막(134)의 접착 면적이 넓어지므로, 제1 배향막(133)과 제2 배향막(134) 사이의 접착력이 높아질 수 있다. 따라서, GHLC 층(132)이 외부압력에 취약한 점을 보완할 수 있으므로 유연성(flexibility)이 있는 광 제어 장치를 구현할 수 있다. 또한, 제1 및 제2 기판들(110, 150)이 플라스틱 필름인 경우 별도의 접착제를 이용하여 제1 및 제2 기판들(110, 150)을 합착하기 어려우므로, 제1 배향막(133)과 제2 배향막(134) 사이의 접착력을 높이기 위해 제1 배향막(133)과 제2 배향막(134)의 접착 면적을 넓히는 것이 바람직하지만 격벽(132c)의 댐(CA1)들의 면적이 넓어질수록 액정 영역(LCA)들의 면적은 좁아진다. 이 때, 제2 액정(132a)들과 이색성 염료(132b)들이 마련되는 면적이 좁아지기 때문에, 차광 모드에서 차광 불량이 발생할 수 있다. 따라서, 격벽(132c)의 댐(CA1)들의 면적은 차광율과 접착력을 고려하여 적절하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 격벽(132c)의 블록부(CA1)들 상에 마련된 제1 배향막(133)과 제2 배향막(134)의 접착력은 0.05 내지 0.3 N/cm 일 수 있다. 이때, N/cm는 1cm의 폭을 갖는 광 제어 장치(100)를 구부렸을 때, 제1 배향막(133)과 제2 배향막(134)의 접착부가 받는 힘을 가리킨다. (도 7의 S104)Fourth, as shown in FIG. 8D , a
또는, 제1 기판(110) 상에 제1 전극(120)과 PDLC 층(131)을 형성하며, 제2 기판(150) 상에 제2 전극(140)을 형성하고, 제2 전극(140) 상에 격벽(132c)을 형성할 수 있다. 그리고, 격벽(132c) 상에 제1 배향막(133)을 형성하며, 격벽(132c)의 댐(CA1)들 사이에 마련되는 액정 영역(LCA)들에 제2 액정물질을 주입한다. 그리고, 격벽(132c)을 PDLC 층(131) 상에 배치하고, 격벽(132c)을 열 경화시킴으로써 격벽(132c)과 PDLC 층(131)을 접착시킬 수 있다. 이 경우, 열 경화에 의해 격벽(132c)은 PDLC 층(131)과 가교 결합(cross-linking)하므로 GHLC 층(132)을 지지할 수 있다.Alternatively, the
한편, 도 7의 S102 내지 S104 단계들은 도 9와 같이 롤투롤(Roll to Roll) 방식으로 형성될 수 있다.Meanwhile, steps S102 to S104 of FIG. 7 may be formed in a Roll to Roll method as shown in FIG. 9 .
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 제어 장치의 제조공정을 보여주는 또 다른 단면도이다.9 is another cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a light control device according to an embodiment of the present invention.
도 9에 도시한 바와 같이, 첫 번째로, 제1 전극(120)이 마련된 제1 기판(110)은 롤러(R)들에 의해 이동하며, 제1 액정물질 주입 장치(LD1)는 제1 액정물질(LM1)을 제1 전극(120) 상에 도포한다. UV 조사 장치(UVD1)는 제1 전극(120)상에 도포된 제1 액정물질(LM1)에 UV를 조사하며, 이로 인해 PDLC 층(131)이 형성된다. PDLC 층(131)을 형성하기 위해 조사되는 UV 에너지는 도 8b를 결부하여 설명한 바와 같다.As shown in FIG. 9 , first, the
두 번째로, PDLC 층(131)이 마련된 제1 기판(110)은 롤러들에 의해 이동하며, PDLC 층(131)상에 격벽(132c)을 형성하고, 격벽(132c)상에 제1 배향막(133)을 형성하며, 격벽(132c)의 댐(CA1)들 사이에 마련되는 액정 영역(LCA)들에 제2 액정물질 주입 장치(LD2)가 제2 액정물질(LM2)을 PDLC 층(131)상에 도포한다. 따라서, GHLC 층(132)이 형성된다.Second, the
세 번째로, PDLC 층(131)과 GHLC 층(132)이 마련된 제1 기판(110)은 롤러들에 의해 이동한다. 따라서, 제1 기판(110)과 제2 전극(140)상에 있는 제2 배향막(134)이 마련된 제2 기판(150)은 도 9과 같이 합착될 수 있다. Third, the
네 번째로, 합착된 제1 및 제2 기판들(110, 150)을 커팅함으로써 광 제어 장치(100)가 제조될 수 있다.Fourth, the
이상에서 살펴본 바와 같이, 도 7 및 도 8a 내지 도 8d 또는 도 9에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법에 따라 도 2에 도시된 광 제어 장치(100)가 완성될 수 있다. 또한, 도 6a 내지 도 6d에 도시된 다른 실시예들에 따른 광 제어 장치들(400, 500, 600, 700) 역시 도 7 및 도 8a 내지 도 8d 또는 도 9에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법에 따라 제조될 수 있다.As described above, the
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광 제어 장치의 제조방법을 보여주는 흐름도이다. 도 11a 내지 도 11c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광 제어 장치의 제조 공정을 보여주는 단면도들이다. 이하에서는 도 10 및 도 11a 내지 도 11c를 결부하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광 제어 장치의 제조방법을 상세히 설명한다.10 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a light control device according to another embodiment of the present invention. 11A to 11C are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a light control device according to another embodiment of the present invention. Hereinafter, a method of manufacturing a light control device according to another exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 10 and 11A to 11C.
도 10에 도시된 광 제어 장치의 제조방법의 S201 및 S202 단계들은 도 7, 도 8a 및 도 8b를 결부하여 설명한 S101 및 S102 단계들과 실질적으로 동일하다. 따라서, 도 10에 도시된 광 제어 장치의 제조방법의 S201 및 S202 단계들에 대한 자세한 설명은 생략한다.Steps S201 and S202 of the method of manufacturing the light control device shown in FIG. 10 are substantially the same as steps S101 and S102 described in conjunction with FIGS. 7, 8A, and 8B. Accordingly, detailed descriptions of steps S201 and S202 of the method of manufacturing the light control device shown in FIG. 10 will be omitted.
도 11a에 도시된 바와 같이, 제2 전극(240)상에 격벽(232c)을 형성하고, 격벽(232c)상에 제1 배향막(233)을 형성한다. 11A , a
격벽(232c)은 임프린팅(imprinting) 방식 또는 포토 리소그래피(photo lithography) 방식으로 형성될 수 있다. 격벽(232c)이 임프린팅 방식으로 형성되는 경우, 격벽(232c)을 형성할 물질을 제2 전극(240)상에 도포한 후 실리콘, 석영 또는 고분자 물질로 이루어지는 몰드(mold)로 가압함으로써, 격벽(232c)을 형성할 수 있다. 몰드에는 격벽(232c)의 댐(CA1)들의 두께(thickness), 높이(height), 폭(width) 등이 설계된 격벽(232c)의 패턴이 형성되어 있다. 격벽(232c)이 포토 리소그래피(photo lithography) 방식으로 형성되는 경우, 격벽(232c)을 형성하기 위한 물질을 제 2 전극(240) 상에 도포한 후 포토 공정을 이용하여 액정 영역(LCA)들이 마련될 영역을 부분 노광함으로써, 격벽(232c)을 형성할 수 있다. 격벽(232c)은 포토 레지스트(photo resist), 광경화성 폴리머 및 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane) 중 어느 하나일 수 있다. (도 10의 S203)The
도 11b에 도시된 바와 같이, 격벽(232c)의 댐(CA1)들 사이에 마련되는 액정 영역(LCA)들에 제2 액정물질을 주입한다. 제2 액정물질은 제2 액정(232a)들 및 이색성 염료(232b)들을 포함할 수 있다. 이 경우, 제2 액정물질을 격벽(232c)의 댐(CA1)들 사이에 마련되는 액정 영역(LCA)들에 주입하여 GHLC 층(232)을 형성할 수 있다. 제2 액정물질은 제2 액정(232a)들과 이색성 염료(232b)들을 포함할 수 있다. 이색성 염료(232b)들은 제2 액정물질에 0.5 wt% 내지 5 wt% 포함될 수 있다. 차광 모드에서 이색성 염료(232b)들에 의한 차광율을 얻기 위해서는 이색성 염료(232b)들이 제2 액정물질에 0.5 wt% 이상 포함될 수 있다. 또한, 이색성 염료(232b)들은 투명 모드에서도 빛을 일부 흡수하므로, 투명 모드에서 투과율을 얻기 위해서는 빛의 투과율이 크게 저하되지 않을 정도로 이색성 염료(232b) 양을 조정해야 한다. 그러므로, 이색성 염료(232b)들은 제2 액정물질에 5 wt% 이하 포함될 수 있다. (도 10의 S204)As shown in FIG. 11B , the second liquid crystal material is injected into the liquid crystal regions LCA provided between the dams CA1 of the
도 11c에 도시된 바와 같이, 라미네이션 공정을 통해 제2 배향막(234)을 격벽(232c)의 블록부(CA1)들 상에 마련된 제1 배향막(233)에 접착한다. 제2 배향막(234)은 접착 물질을 포함할 수 있다. 한편, 격벽(232c)의 댐(CA1)들의 면적이 넓을수록 제1 배향막(233)과 제2 배향막(234)의 접착 면적이 넓어지므로, 제1 배향막(233)과 제2 배향막(234) 사이의 접착력이 높아질 수 있다. 따라서, GHLC 층232)이 외부압력에 취약한 점을 보완할 수 있으므로 유연성(flexibility)이 있는 광 제어 장치를 구현할 수 있다. 또한, 제1 및 제2 기판들(210, 250)이 플라스틱 필름인 경우 별도의 접착제를 이용하여 제1 및 제2 기판들(210, 250)을 합착하기 어려우므로, 제1 배향막(233)과 제2 배향막(234) 사이의 접착력을 높이기 위해 제1 배향막(233)과 제2 배향막(234)의 접착 면적을 넓히는 것이 바람직하다. 하지만, 격벽(232c)의 댐(CA1)들의 면적이 넓어질수록 액정 영역(LCA)들의 면적은 좁아진다. 이 때, 제2 액정(232a)들과 이색성 염료(232b)들이 마련되는 면적이 좁아지기 때문에, 차광 모드에서 차광 불량이 발생할 수 있다. 따라서, 격벽(232c)의 댐(CA1)들의 면적은 차광율과 접착력을 고려하여 설정되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 격벽(232c)의 블록부(CA1)들 상에 마련된 제1 배향막(233)과 제2 배향막(234)의 접착력은 0.05 내지 0.3 N/cm2 일 수 있다. 이때, N/cm는 1cm의 폭을 갖는 광 제어 장치(200)를 구부렸을 때, 제1 배향막(233)과 제2 배향막(234)의 접착부가 받는 힘을 가리킨다. (도 10의 S205)11C , the
또는, 제1 기판(210) 상에 제1 전극(220)과 PDLC 층(231)을 형성하며, 제2 기판(250) 상에 제2 전극(240)을 형성하고, 제2 전극(240) 상에 격벽(232c)을 형성할 수 있다. 그리고, 격벽(232c) 상에 제1 배향막(233)을 형성하며, 격벽(232c)의 댐(CA1)들 사이에 마련되는 액정 영역(LCA)들에 제2 액정물질을 주입한다. 그리고, 격벽(232c)을 PDLC 층(131) 상에 배치하고, 격벽(232c)을 열 경화시킴으로써 격벽(232c)과 PDLC 층(131)을 접착시킬 수 있다. 이 경우, 열 경화에 의해 격벽(232c)은 PDLC 층(231)과 가교 결합(cross-linking)하므로 GHLC 층(232)을 지지할 수 있다. Alternatively, the
또한, 도 10 및 도 11a 내지 도 11c에 도시된 S202 내지 S205 단계들은 도 8 및 도 10을 결부하여 설명한 롤투롤(Roll to Roll) 방식으로 형성될 수 있다.In addition, steps S202 to S205 shown in FIGS. 10 and 11A to 11C may be formed in the Roll to Roll method described in connection with FIGS. 8 and 10 .
이상에서 살펴본 바와 같이, 도 10, 도 11a 내지 도 11c에 도시된 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제조방법에 따라 도 5a에 도시된 광 제어 장치(200)가 완성될 수 있다.As described above, according to the manufacturing method according to another embodiment of the present invention shown in FIGS. 10 and 11A to 11C , the
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광 제어 장치의 제조방법을 보여주는 흐름도이다. 도 13a 및 도 13b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광 제어 장치의 제조 공정을 보여주는 단면도들이다. 이하에서는, 도 12, 도 13a 및 도 13b를 결부하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광 제어 장치의 제조방법을 상세히 설명한다.12 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a light control device according to another embodiment of the present invention. 13A and 13B are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a light control device according to another embodiment of the present invention. Hereinafter, a method of manufacturing a light control device according to another embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 12, 13A, and 13B.
도 12에 도시된 광 제어 장치의 제조방법의 S301 및 S302 단계들은 도 8, 도 9a 및 도 9b를 결부하여 설명한 S101 및 S102 단계들과 실질적으로 동일하다. 따라서, 도 12에 도시된 광 제어 장치의 제조방법의 S301 및 S302 단계들에 대한 자세한 설명은 생략한다.Steps S301 and S302 of the method of manufacturing the light control device shown in FIG. 12 are substantially the same as steps S101 and S102 described in conjunction with FIGS. 8, 9A, and 9B. Accordingly, detailed descriptions of steps S301 and S302 of the method of manufacturing the light control device shown in FIG. 12 will be omitted.
도 13a에 도시된 바와 같이, PDLC 층(331)상에 제1 배향막(333)을 형성하고, 제1 배향막(333)상에 제2 액정물질(LC)을 도포하며, 도포된 제2 액정물질(LC2) 상에 제2 기판(340)을 배치한다.13A, a
제2 액정물질(LC2)은 제2 액정(332a)들, 이색성 염료(332b)들, 및 광경화성 폴리머들을 포함할 수 있다. 이색성 염료(332b)들은 제2 액정물질에 0.5 wt% 내지 5 wt% 포함될 수 있다. 차광 모드에서 이색성 염료(332b)들에 의한 차광율을 얻기 위해서는 이색성 염료(332b)들이 제2 액정물질에 0.5 wt% 이상 포함될 수 있다. 한편, 이색성 염료(332b)들은 UV가 조사되는 경우 UV를 흡수하기 때문에, 모노머의 일부가 폴리머로 경화되지 못할 수 있다. 이색성 염료)들의 양이 증가할수록 이색성 염료(332b)들의 UV 흡수로 GHLC 층(332)에 잔존하는 모노머의 양이 증가하게 된다. 이로 인해, 투명 모드에서 GHLC 층(332)의 투과율이 낮아지는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 이색성 염료(332b)들은 제2 액정물질에 5 wt% 이하 포함될 수 있다. (도 12의 S303)The second liquid crystal material LC2 may include second
도 13b에 도시된 바와, 같이 개구부(O)와 차단부(B)를 포함하는 마스크(M)를 제2 기판(350)상에 배치하고, UV를 조사하여 제2 액정물질(LC2)의 광경화성 폴리머들을 경화시킴으로써 격벽(332c)들을 형성한다. 구체적으로, 마스크(M)의 개구부(O)를 통해 UV가 조사되는 영역에 있는 광경화성 폴리머들은 경화되며, UV가 조사되지 않는 영역에 있는 광경화성 폴리머들은 폴리머의 농도가 높은 곳으로 이동하게 된다. 따라서, 제2 액정물질의 광경화성 폴리머들은 UV가 조사되는 마스크(M)의 개구부(O)에 대응되는 영역에 모여들게 되며, 이로 인해 격벽(332c)들이 형성된다. 특히, 격벽(332c)들은 제1 및 제2 배향막(333, 334)들에 고착되므로, 이에 의해 제1 및 제2 기판들(310, 350)은 합착된다. (도 12의 S304)As shown in FIG. 13B , a mask M including an opening O and a blocking portion B is disposed on the
이상에서 살펴본 바와 같이, 도 12, 도 13a 및 도 13b에 도시된 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제조방법은 제1 기판과 제2 기판 사이에 액정을 주입하는 방식이 아니라 기판에 액정물질을 도포하고 UV로 경화하는 방식을 이용한다. 따라서, 제조 공정을 단순화할 수 있으므로, 비용을 절감하면서 도 5b에 도시된 광 제어 장치(300)가 완성될 수 있다
As described above, the manufacturing method according to another embodiment of the present invention shown in FIGS. 12, 13A and 13B is not a method of injecting liquid crystal between the first substrate and the second substrate, but a liquid crystal material on the substrate. Apply and UV curing method is used. Accordingly, since the manufacturing process can be simplified, the
[투명표시장치][Transparent display device]
도 14 내지 도 18을 결부하여 본 발명의 실시예들에 따른 투명표시장치를 상세히 설명한다.A transparent display device according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 14 to 18 .
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 투명표시장치를 보여주는 사시도이다. 도 14를 참조하면, 투명표시장치는 광 제어 장치(1000), 투명표시패널(1100), 및 접착층(1200)을 포함한다.14 is a perspective view illustrating a transparent display device according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 14 , the transparent display device includes a
광 제어 장치(1000)는 도 2, 도 5a 및 도 5b, 도 6a 내지 도 6d를 결부하여 설명한 본 발명의 실시예들에 따른 광 제어 장치들(100, 200, 300, 400, 500, 600, 700) 중 어느 하나로 구현될 수 있다. 따라서, 광 제어 장치(1000)는 차광 모드에서 입사되는 빛을 차단하고, 투명 모드에서 입사되는 빛을 투과시킬 수 있다. 또한, 광 제어 장치(1000)는 이색성 염료들에 따라 특정한 색을 표현함으로써 광 제어 장치의 뒷 배경을 보이지 않게 할 수 있으므로, 차광 기능 이외에 사용자에게 심미감을 줄 수 있다.The
도 15a는 도 14의 투명표시패널의 하부 기판의 일 예를 상세히 보여주는 단면도이다. 도 15b는 도 14의 투명표시패널의 하부 기판의 다른 예를 상세히 보여주는 단면도이다. 15A is a detailed cross-sectional view illustrating an example of a lower substrate of the transparent display panel of FIG. 14 . 15B is a detailed cross-sectional view illustrating another example of a lower substrate of the transparent display panel of FIG. 14 .
도 15a 및 도 15b에 도시한 바와 같이, 투명표시패널(1100)은 하나의 서브 화소 영역에서 투과 영역(Transmissive Area; TA)과 발광 영역(Emissive Area; EA)을 포함한다. 그리고, 발광 영역(EA)은 발광부로, 투과 영역(TA)은 투과부로 지칭될 수도 있다. 발광 영역(EA)은 실제 화상을 표시하는 영역이고, 투과 영역(TA)은 투명표시패널에 외부광이 투과되는 영역을 의미한다. 따라서, 투명표시패널이 구동되지 않는 경우, 사용자는 투과 영역(TA)을 통해 투명표시패널의 배경, 즉 투명표시패널의 후면 또는 뒷 배경의 사물을 시인할 수 있게 된다. 또는, 투명표시패널이 구동되는 경우, 사용자는 발광 영역(EA)의 실제 화상과 투과 영역(TA)을 통한 배경을 동시에 시인할 수 있게 된다. 서브 화소 영역에서 발광 영역(EA) 및 투과 영역(TA)의 면적비는 시인성 및 투과율 측면에서 다양하게 설정될 수 있다15A and 15B , the
발광 영역(EA)에는 화상을 표시하는 화소(P)들이 마련된다. 화소(P)들 각각에는 도 15a 및 도 15b와 같이 트랜지스터 소자(T), 애노드 전극(AND), 유기층(EL), 캐소드 전극(CAT)이 마련될 수 있다.Pixels P displaying an image are provided in the emission area EA. A transistor element T, an anode electrode AND, an organic layer EL, and a cathode electrode CAT may be provided in each of the pixels P as shown in FIGS. 15A and 15B .
트랜지스터 소자(T)는 하부 기판(1101)상에 마련되는 액티브층(ACT), 액티브층(ACT)상에 마련되는 제1 절연막(I1), 제1 절연막(I1)상에 마련된 게이트 전극(GE), 게이트 전극(GE)상에 마련된 제2 절연막(I2), 제2 절연막(I2)상에 마련되고 제1 및 제2 콘택홀들(CNT1, CNT2)을 통해 액티브층(ACT)에 접속되는 소스 전극(SE)과 드레인 전극(DE)을 포함한다. 도 15a 및 도 15b에서 트랜지스터 소자(T)는 탑 게이트(top gate) 방식으로 형성된 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않으며, 보텀 게이트(bottom gate) 방식으로 형성될 수도 있다.The transistor device T includes an active layer ACT provided on the
애노드 전극(AND)은 소스 전극(SE)과 드레인 전극(DE)상에 마련된 층간 절연막(ILD)을 관통하는 제3 콘택홀(CNT3)을 통해 트랜지스터 소자(T)의 드레인 전극(DE)에 접속된다. 서로 인접한 애노드 전극(AND)들 사이에는 격벽이 마련되며, 이로 인해 서로 인접한 애노드 전극(AND)들은 전기적으로 절연될 수 있다.The anode electrode AND is connected to the drain electrode DE of the transistor element T through the third contact hole CNT3 penetrating the interlayer insulating layer ILD provided on the source electrode SE and the drain electrode DE. do. A barrier rib is provided between the anode electrodes AND adjacent to each other, so that the anode electrodes AND adjacent to each other may be electrically insulated.
애노드 전극(AND)상에는 유기층(EL)이 마련된다. 유기층(EL)은 정공 수송층(hole transporting layer), 유기발광층(organic light emitting layer), 전자 수송층(electron transporting layer) 등을 포함할 수 있다.An organic layer EL is provided on the anode electrode AND. The organic layer EL may include a hole transporting layer, an organic light emitting layer, an electron transporting layer, and the like.
유기층(EL)과 격벽(W)상에는 캐소드 전극(CAT)이 마련된다. 애노드 전극(AND)과 캐소드 전극(CAT)에 전압이 인가되면 정공과 전자가 각각 정공 수송층과 전자 수송층을 통해 유기발광층으로 이동되며, 유기발광층에서 정공과 전자가 결합하여 발광하게 된다.A cathode electrode CAT is provided on the organic layer EL and the partition wall W. When a voltage is applied to the anode electrode AND and the cathode electrode CAT, holes and electrons move to the organic light emitting layer through the hole transport layer and the electron transport layer, respectively, and the holes and electrons are combined in the organic light emitting layer to emit light.
도 15a에서는 투명표시패널(1100)이 배면 발광(bottom emission) 방식으로 구현된 것을 예시하였다. 투명표시패널(1100)이 배면 발광 방식으로 구현되는 경우, 빛은 하부기판(1101) 방향으로 출광한다. 따라서, 광 제어 장치(1000)는 상부기판 상에 배치될 수 있다. 15A illustrates that the
배면 발광 방식에서는 유기층(EL)의 빛이 하부기판(1101) 방향으로 출광하므로, 트랜지스터(T)로 인한 휘도 감소를 줄이기 위하여 트랜지스터(T)는 격벽(W) 아래에 마련될 수 있다. 또한, 배면 발광 방식에서는 애노드 전극(AND)이 ITO, IZO와 같은 투명한 금속물질로 형성되며, 캐소드 전극(CAT)은 알루미늄, 알루미늄과 ITO의 적층 구조와 같은 반사율이 높은 금속물질로 형성될 수 있다. 그리고, 투과율을 향상시키기 위해서 캐소드 전극(CAT)은 발광 영역(EA)에만 패터닝(Patterning)하여 형성될 수도 있다.In the bottom emission method, since the light of the organic layer EL emits light in the direction of the
도 15b에서는 투명표시패널(1100)이 전면 발광(top emission) 방식으로 구현된 것을 예시하였다. 투명표시패널(1100)이 전면 발광 방식으로 구현되는 경우, 빛은 상부기판 방향으로 출광한다. 따라서, 광 제어 장치(1000)는 하부기판(1101) 아래에 배치될 수 있다. 15B illustrates that the
전면 발광 방식에서는 유기층(EL)의 빛이 상부기판 방향으로 출광하므로, 트랜지스터(T)가 격벽(W)과 애노드 전극(AND) 아래에 넓게 마련될 수 있다. 따라서, 전면 발광 방식은 배면 발광 방식에 비해 트랜지스터(T)의 설계 영역이 넓다는 장점이 있다. 또한, 전면 발광 방식에서는 애노드 전극(AND)이 알루미늄, 알루미늄과 ITO의 적층 구조와 같은 반사율이 높은 금속물질로 형성되고, 캐소드 전극(CAT)이 ITO, IZO와 같은 투명한 금속물질로 형성될 수 있다. In the top emission method, since the light of the organic layer EL is emitted toward the upper substrate, the transistor T may be widely provided under the barrier rib W and the anode electrode AND. Accordingly, the top emission method has an advantage in that the design area of the transistor T is wider than that of the bottom emission method. In addition, in the top emission method, the anode electrode AND may be formed of a metal material having high reflectance such as aluminum, a laminate structure of aluminum and ITO, and the cathode electrode CAT may be formed of a transparent metal material such as ITO or IZO. .
본 발명의 실시예에 따른 투명표시패널은 양면 발광(dual emission) 방식으로도 구현될 수 있다. 투명표시패널(1100)이 양면 발광 방식으로 구현되는 경우, 빛은 상부기판 방향과 하부기판 방향으로 출광한다.The transparent display panel according to the embodiment of the present invention may also be implemented in a dual emission method. When the
접착층(1200)은 광 제어 장치(1000)와 투명표시패널(1100)을 접착한다. 접착층(1200)은 OCA(optically clear adhesive)와 같은 투명접착필름 또는 OCR(optically clear resin)과 같은 투명접착제일 수 있다. The
광 제어 장치(1000)가 투명표시패널(1100)의 빛이 출광하는 방향에 부착되면, 투명표시패널(1100)의 발광 영역(EA)은 차광하지 않고 투과 영역(TA)만을 차광하여야 한다. 그러므로, 광 제어 장치(1000)는 투명표시패널(1100)의 투과 영역(TA)만을 차광하기 위해, 광 제어 장치를 패터닝(Patterning)하여 차광 영역을 형성할 수 있다. 이 경우, 차광 영역은 투명표시패널(1100)의 투과 영역(TA)에 정렬되어야 한다. When the
이상에서 살펴본 바와 같이, 광 제어 장치(1000)가 투명표시패널(1100)의 빛이 출광하는 방향에 부착되면, 광 제어 장치(1000)의 차광 영역을 패터닝하여야 하고, 차광 영역을 투명표시패널(1100)의 투과 영역(TA)에 정렬하여야 하므로, 광 제어 장치(1000)는 투명표시패널(1100)의 빛이 출광하는 방향의 반대 방향에 부착하는 것이 바람직할 것이다. 예를 들어, 도 15b와 같은 전면 발광 방식의 경우, 접착층(1200)의 일면은 투명표시패널(1100)의 하부기판(1101) 아래에 접착되고, 다른 일면은 광 제어 장치(1000)에 접착될 수 있다. 도 15a와 같은 배면 발광 방식의 경우, 접착층(1200)의 일면은 투명표시패널(1100)의 상부기판 위에 접착되고, 다른 일면은 광 제어 장치(1000)에 접착될 수 있다. 접착층(1200)이 OCA와 같은 투명접착필름 또는 OCR과 같은 투명접착제로 구성하는 경우, 1.4 내지 1.9 사이의 굴절률을 가질 수 있다.As described above, when the
또한, 투명표시장치가 트루 블랙(true black)을 구현하기 위해, DR(dichroic ratio)이 우수한 이색성 염료들을 이용할 수 있다. DR은 이색성 염료의 단축 방향의 광 흡수율 대비 장축 방향의 광 흡수율을 나타낸다. 이색성 염료들은 투명 모드에서 수직 방향(y축 방향)으로 배열되며 차광 모드에서 수평 방향(x축 및 z축 방향)으로 배열되므로, 이색성 염료의 단축 방향 광 흡수율은 투명 모드에서 이색성 염료의 광 흡수율일 수 있고, 장축 방향 광 흡수율은 차광 모드에서 이색성 염료의 광 흡수율일 수 있다. 트루 블랙의 투명표시장치를 구현하기 위해서는 DR이 7 이상인 이색성 염료들을 이용하는 것이 효율적일 수 있다.Also, in order for the transparent display device to realize true black, dichroic dyes having excellent dichroic ratio (DR) may be used. DR represents the light absorption rate in the long axis direction compared to the light absorption rate in the short axis direction of the dichroic dye. Since the dichroic dyes are arranged in the vertical direction (y-axis direction) in the transparent mode and in the horizontal direction (x-axis and z-axis directions) in the light-shielding mode, the unidirectional light absorption of the dichroic dye is the same as that of the dichroic dye in the transparent mode. It may be a light absorptance, and the long-axis light absorptance may be a light absorptivity of the dichroic dye in the light blocking mode. In order to implement a true black transparent display device, it may be efficient to use dichroic dyes having a DR of 7 or more.
또한, 투명표시패널(1100)의 하부기판(1101) 또는 상부기판은 광 제어 장치(1000)의 제2 기판일 수 있다. 이 때, 광 제어 장치(1000)의 제2 전극(140)은 투명표시패널(1100)의 하부기판(1101) 또는 상부기판상에 마련될 수 있다.Also, the
투명표시패널(1100)은 화소(P)들이 화상을 표시하는 표시 모드와 화소(P)들이 화상을 표시하지 않는 비표시 모드로 구현될 수 있다. 화소(P)들이 화상을 표시하는 표시 모드로 구현되는 경우, 광 제어 장치(1000)는 화상의 품질을 높이기 위해 투명표시패널(1100)의 배면을 통해 입사되는 빛을 차단하는 차광 모드로 구현될 수 있다.The
화소(P)들이 화상을 표시하지 않는 비표시 모드에서 광 제어 장치(1000)는 차광 모드 또는 투명 모드로 구현될 수 있다. 화소(P)들이 화상을 표시하지 않는 비표시 모드에서 광 제어 장치(1000)가 차광 모드로 구현되는 경우, 투명표시장치는 사용자에게 블랙으로 보인다. 화소(P)들이 화상을 표시하지 않는 비표시 모드에서 광 제어 장치(1000)가 투명 모드로 구현되는 경우, 투명표시장치는 투명하게 구현되므로, 사용자는 투명표시장치를 통해 투명표시장치의 뒷 배경을 볼 수 있다.In the non-display mode in which the pixels P do not display an image, the
또한, 투명표시패널(1100)의 발광 영역(EA)은 광 제어 장치(1000)가 차광 모드 또는 투명 모드로 구현되는 것에 상관없이 빛을 차단하므로, GHLC 층(132)의 격벽(132c)의 댐(CA1)들은 발광 영역(EA)에 마련되는 것이 바람직하다. 격벽(232c)의 댐(CA1)들의 면적이 넓을수록 제1 배향막(233)과 제2 배향막(234)의 접착 면적이 넓어지므로, 본 발명의 실시예는 GHLC 층(132)의 격벽(132c)의 댐(CA1)들을 투명표시패널(1100)의 발광 영역(EA)에서 최대한 넓은 면적으로 형성함으로써, 제1 배향막(233)과 제2 배향막(234) 사이의 접착력을 높일 수 있다. In addition, since the light emitting area EA of the
도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 투명표시장치를 보여주는 사시도이다. 도 16을 참조하면, 투명표시장치는 제1 광 제어 장치(1000a), 제2 광 제어 장치(1000b), 투명표시패널(1100), 제1 접착층(1200), 및 제2 접착층(1300)을 포함한다.16 is a perspective view illustrating a transparent display device according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 16 , the transparent display device includes a first
제1 및 제2 광 제어 장치들(1000a, 1000b) 각각은 도 1, 도 2, 도 5a, 도 5b, 및 도 6a 내지 도 6d을 결부하여 설명한 본 발명의 실시예들에 따른 광 제어 장치들(100, 200, 300, 400, 500, 600, 700) 중 어느 하나로 구현될 수 있다. 따라서, 제1 및 제2 광 제어 장치들(1000a, 1000b) 각각은 차광 모드에서 입사되는 빛을 차단하고, 투명 모드에서 입사되는 빛을 투과시킬 수 있다. 제1 및 제2 광 제어 장치들(1000a, 1000b) 각각은 이색성 염료들에 따라서 차광 기능 이외에 사용자에게 심미감을 줄 수 있다.Each of the first and second
투명표시패널(1100)은 도 14 및 도 15를 결부하여 설명한 바와 실질적으로 동일하다. 따라서, 투명표시패널(1100)에 대한 자세한 설명은 생략한다.The
제1 접착층(1200)은 제1 광 제어 장치(1000a)와 투명표시패널(1100)을 접착한다. 제1 접착층(1200)은 OCA(optically clear adhesive)와 같은 투명접착필름일 수 있다. 제1 접착층(1200)의 일면은 투명표시패널(1100)의 하부기판(1101) 아래 또는 상부기판상에 접착되고, 다른 일면은 제1 광 제어 장치(1000a)에 접착될 수 있다. 제1 접착층(1200)이 OCA와 같은 투명접착필름으로 구성되는 경우, 1.4 내지 1.9 사이의 굴절률을 가질 수 있다.The
제2 접착층(1300)은 제2 광 제어 장치(1000b)와 투명표시패널(1100)을 접착한다. 제2 접착층(1300)은 OCA(optically clear adhesive)와 같은 투명접착필름일 수 있다. 제2 접착층(1300)의 일면은 투명표시패널(1100)의 하부기판(1101) 아래 또는 상부기판상에 접착되고, 다른 일면은 제2 광 제어 장치(1000b)에 접착될 수 있다. 제2 접착층(1300)이 OCA와 같은 투명접착필름으로 구성되는 경우, 1.4 내지 1.9 사이의 굴절률을 가질 수 있다.The
투명표시패널(1100)은 화소(P)들이 화상을 표시하는 표시 모드와 화소(P)들이 화상을 표시하지 않는 비표시 모드로 구현될 수 있다. 사용자가 제2 광 제어 장치(1000b)에서 화상을 시청한다고 가정하면, 화소(P)들이 화상을 표시하는 표시 모드로 구현되는 경우, 제1 광 제어 장치(1000a)는 화상의 품질을 높이기 위해 투명표시패널(1100)의 배면을 통해 입사되는 빛을 차단하는 차광 모드로 구현될 수 있으며, 제2 광 제어 장치(1000b)는 투명 모드로 구현되는 것이 바람직하다.The
화소(P)들이 화상을 표시하지 않는 비표시 모드에서 제1 및 제2 광 제어 장치들(1000a, 1000b)은 차광 모드 또는 투명 모드로 구현될 수 있다. 화소(P)들이 화상을 표시하지 않는 비표시 모드에서 제1 및 제2 광 제어 장치들(1000a, 1000b)이 차광 모드로 구현되는 경우, 투명표시장치는 사용자에게 블랙으로 보인다. 화소(P)들이 화상을 표시하지 않는 비표시 모드에서 제1 및 제2 광 제어 장치들(1000a, 1000b)이 투명 모드로 구현되는 경우, 투명표시장치는 투명하게 구현되므로, 사용자는 투명표시장치를 통해 투명표시장치의 뒷 배경을 볼 수 있다.In a non-display mode in which the pixels P do not display an image, the first and second
한편, 투명표시패널(1100)은 양면 방향으로 화상을 표시할 수 있는 양면 투명표시패널로 구현될 수 있다. 양면 투명표시패널이 양면 방향으로 모두 화상을 표시하는 표시 모드에서 제1 및 제2 광 제어 장치들(1000a, 1000b)이 투명 모드로 구현되는 경우, 양면 방향 모두에서 사용자들이 화상을 시청할 수 있다. 또한, 양면 투명표시패널이 양면 방향으로 모두 화상을 표시하는 표시 모드에서 제1 및 제2 광 제어 장치들(1000a, 1000b) 중 어느 하나는 차광 모드로 구현되는 경우, 양면 방향 중 어느 하나의 방향에서 사용자가 화상을 시청하는 것을 차단할 수 있다.
Meanwhile, the
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 투명표시장치를 보여주는 단면도이다. 도 17을 참조하면, 투명표시장치는 광 제어 장치(1000) 및 투명표시패널(1100)을 포함한다.17 is a cross-sectional view illustrating a transparent display device according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 17 , the transparent display device includes a
투명표시패널(1100)의 단면은 도 15a에 도시된 배면 발광 방식의 단면 또는 도 15b에 도시된 전면 발광 방식의 단면과 실질적으로 동일할 수 있으나, 도 17에서는 설명의 편의를 위해 하부 기판(1101)과 상부 기판(1102)만을 도시하였다. 투명표시패널(1100)이 도 15b와 같이 전면 발광 방식으로 구현되는 경우, 투명표시패널(1100)의 빛은 상부 기판(1102) 방향으로 나가므로, 광 제어 장치(1000)는 도 17과 같이 하부 기판(1101) 아래에 배치될 수 있다. 또한, 투명표시패널(1100)이 도 15a와 같이 배면 발광 방식으로 구현되는 경우, 투명표시패널(1100)의 빛은 하부 기판(1101) 방향으로 나가므로, 광 제어 장치(1000)는 상부 기판(1102) 상에 배치될 수 있다.The cross-section of the
투명표시패널(1100)이 도 15b와 같이 전면 발광 방식으로 구현되는 경우, 도 17의 광 제어 장치(1000)는 제2 전극(140)이 제2 기판이 아닌 투명표시패널(1100)의 하부 기판(1101)에 형성된 것을 제외하고는 도 2에 도시된 광 제어 장치와 실질적으로 동일하게 구현될 수 있다. 또한, 투명표시패널(1100)이 도 15a와 같이 배면 발광 방식으로 구현되는 경우, 광 제어 장치(1000)는 제2 전극(140)이 제2 기판이 아닌 투명표시패널(1100)의 상부 기판(1102)에 형성된 것을 제외하고는 도 2에 도시된 광 제어 장치와 실질적으로 동일하게 구현될 수 있다.When the
또한, 제2 전극(140)과 하부 기판(1101) 사이에는 제2 전극(140)과 하부 기판(1101) 사이의 굴절률 차이를 줄이기 위한 굴절률 매칭층이 구성될 수 있다. 나아가, PDLC 층(131)의 측면 또는 측면과 하면을 감싸는 보호막이 구성될 수 있다. PDLC 층(131)의 하면은 제1 전극(120)과 맞닿는 PDLC 층(131)의 일면을 나타낸다. 또한, 보호막은 PDLC 층(131)뿐만 아니라 제1 전극(120)을 보호하는 역할을 할 수 있다. 보호막은 일정한 강도를 가지는 동시에 외부의 빛을 통과시킬 수 있는 투명 무기질 재료로 이루어질 수 있다. 보호막은 폴리머, OCA(optical clear adhesive), 열 또는 UV 경화가 가능한 고분자 유기 화합물질, 투명 무기질 계열인 SiOx, SiNx, 폴리이미드(polyimide) 중 어느 하나로 이루어질 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 보호막은 투명표시장치의 사용 환경에 따라 더 높은 강도를 요구할 경우, PET(polyethylene terephthalate) 또는 PMMA(poly(methyl methacrylate))와 같은 투명 플라스틱 또는 투명 기판일 수 있다. 나아가, 보호막은 굴절률 매칭을 위해 1.3 내지 1.9의 굴절률을 가질 수 있다. Also, a refractive index matching layer for reducing a difference in refractive index between the
또한, 광 제어 장치(1000)와 투명표시패널(1100)을 결합하기 위해서 접착층아 더 구성될 수 있다. 접착층은 광 제어 장치(1000)의 제2 전극(140)과 투명표시패널(1100)의 하부기판(1101) 사이에 배치된다. 예를 들어, 접착층은 광학용 투명 접착제 중 하나인 OCA(optical clear adhesive)와 같은 접착 필름일 수 있다. 이 경우, 광 제어 장치(1000)의 제2 전극(140) 또는 투명표시패널(1100)의 하부기판(1101)의 배면에 부착된 후 라미네이션 공정을 거쳐서 광 제어 장치(1000)와 투명표시패널(1100)이 결합될 수 있다. 그리고, 접착층으로 이용되는 OCA는 1.4~1.9 사이의 굴절률을 가질 수 있다. In addition, an adhesive layer may be further configured to couple the
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시예는 투명표시패널(1100)의 하부 기판(1101) 또는 상부 기판(1102)을 광 제어 장치(1000)의 기판으로도 사용한다. 즉, 투명표시패널(1100)과 광 제어 장치(1000)는 기판을 서로 공용한다. 따라서, 본 발명의 실시예는 기판을 줄일 수 있으므로, 투명표시장치의 두께를 줄일 수 있으며, 투명도를 높일 수 있다.As described above, in the embodiment of the present invention, the
도 18은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 투명표시장치를 보여주는 단면도이다. 도 18을 참조하면, 투명표시장치는 광 제어 장치(1000’) 및 투명표시패널(1100)을 포함한다.18 is a cross-sectional view illustrating a transparent display device according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 18 , the transparent display device includes a
투명표시패널(1100)의 단면은 도 15a에 도시된 배면 발광 방식의 단면 또는 도 15b에 도시된 전면 발광 방식의 단면과 실질적으로 동일할 수 있으나, 도 18에서는 설명의 편의를 위해 하부 기판(1101)과 상부 기판(1102)만을 도시하였다. 투명표시패널(1100)이 도 15b와 같이 전면 발광 방식으로 구현되는 경우, 투명표시패널(1100)의 빛은 상부 기판(1102) 방향으로 나가므로, 광 제어 장치(1000’)는 도 18과 같이 하부 기판(1101) 아래에 배치될 수 있다. 또한, 투명표시패널(1100)이 도 15a와 같이 배면 발광 방식으로 구현되는 경우, 투명표시패널(1100)의 빛은 하부 기판(1101) 방향으로 나가므로, 광 제어 장치(1000')는 상부 기판(1102) 상에 배치될 수 있다.The cross-section of the
광 제어 장치(1000’)는 도 18과 같이 제1 기판(110), 제1 전극(120), PDLC 층(131), 및 제2 전극(140)을 포함할 수 있다. 즉, 도 18에서는 광 제어 장치(1000’)가 하나의 액정층을 포함하는 것을 예시하였다. 도 18에서는 하나의 액정층이 고분자 분산형 액정층에 해당하는 PDLC 층(131)인 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않으며, 고분자 네트워크 액정층(polymer network liquid crystal layer) 또는 콜레스테릭 액정층(cholesteric liquid crystal layer)으로 구현될 수 있다.The
도 18에 도시된 광 제어 장치(1000’)의 제1 기판(110), 제1 전극(120), PDLC 층(131), 및 제2 전극(140)은 제2 전극(140)이 제2 기판이 아닌 투명표시패널(1100)의 하부 기판(1101)에 형성된 것을 제외하고는 도 2를 결부하여 설명한 바와 실질적으로 동일하다. 또한, 투명표시패널(1100)이 도 15a와 같이 배면 발광 방식으로 구현되는 경우, 광 제어 장치(1000’)의 제2 전극(140)은 제2 기판이 아닌 투명표시패널(1100)의 상부 기판(1102)에 형성될 수 있다.In the
한편, 본 발명의 실시예는 PDLC 층(131)의 측면 또는 측면과 하면을 감싸는 보호막(135)이 구성될 수 있다. PDLC 층(131)의 하면은 제1 전극(120)과 맞닿는 PDLC 층(131)의 일면을 나타낸다. 또한, 보호막(135)은 PDLC 층(131)뿐만 아니라 제1 전극(120)을 보호하는 역할을 할 수 있다. 보호막(135)은 일정한 강도를 가지는 동시에 외부의 빛을 통과시킬 수 있는 투명 무기질 재료로 이루어질 수 있다. 보호막(135)은 폴리머, OCA(optical clear adhesive), 열 또는 UV 경화가 가능한 고분자 유기 화합물질, 투명 무기질 계열인 SiOx, SiNx, 폴리이미드(polyimide) 중 어느 하나로 이루어질 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 보호막(135)은 투명표시장치의 사용 환경에 따라 더 높은 강도를 요구할 경우, PET(polyethylene terephthalate) 또는 PMMA(poly(methyl methacrylate))와 같은 투명 플라스틱 또는 투명 기판일 수 있다.Meanwhile, in the embodiment of the present invention, the
나아가, 보호막(135)은 제1 전극(120)과 PDLC 층(131) 사이의 굴절률 차이로 인해 프레넬 반사가 발생하는 것을 방지하기 위해 1.3 내지 1.8의 굴절률을 가질 수 있다.예를 들어, 제1 전극(120)이 1.6 내지 1.8 사이의 굴절률을 가질 수 있고, PDLC 층(131)은 1.3 내지 1.6 사이의 굴절률을 가질 수 있으므로, 보호막(135)은 1.3 내지 1.8 사이에서 제1 전극(120)과 PDLC 층(131) 사이의 굴절률을 가지는 경우 제1 전극(120)과 PDLC 층(131) 사이의 굴절률 차이로 인해 프레넬 반사가 발생하는 것을 방지할 수 있다.Furthermore, the
또한, 광 제어 장치(1000’)가 보호막(135)을 포함하지 않는 경우, 광 제어 장치 내부에서 발생할 수 있는 단선(short)을 방지할 수 있다. 예를 들어, 광 제어 장치(1000’)에 물리적으로 압력이 가해질 경우 제1 전극(120)과 제2 전극(140)은 서로 맞닿게 되어 광 제어 장치(1000’) 내부에서 단선이 발생할 수 있다. 또한, 광 제어 장치(1000’) 제조 공정 중에 미세한 이물질이 PDLC 층(131)에 섞일 가능성이 있으며, 상기 이물질은 PDLC 층(131) 내에서 제1 전극(120)과 제2 전극(140)의 전기적 연결을 가능하게 하는 전도체의 역할을 하여 광 제어 장치 내부에서 단선이 발생할 수 있다. 그러나, 보호막(135)은 앞서 언급한 물질로 이루어지므로 절연체 역할을 할 수 있다. 따라서, 보호막(135)은 광 제어 장치(1000’) 내부에서 단선이 발생하는 것을 방지할 수 있으므로, 광 제어 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.In addition, when the
나아가, 제2 전극(140)과 하부 기판(1101) 사이에는 제2 전극(140)과 하부 기판(1101) 사이의 굴절률 차이를 줄이기 위한 굴절률 매칭층이 구성될 수 있다. 또한, 제2 전극(140)과 PDLC 층(131) 사이에는 제2 전극(140)과 PDLC 층(131) 사이의 굴절률 차이를 줄이기 위한 굴절률 매칭층이 구성될 수 있다.Furthermore, a refractive index matching layer for reducing a refractive index difference between the
또한, 광 제어 장치(1000’)와 투명표시패널(1100)을 결합하기 위해서 접착층이 더 구성될 수 있다. 접착층은 광 제어 장치(1000’)의 제2 전극(140)과 투명표시패널(1100)의 하부기판(1101) 사이에 배치된다. 예를 들어, 접착층은 광학용 투명 접착제 중 하나인 OCA(optical clear adhesive)와 같은 접착 필름일 수 있다. 광 제어 장치(1000’)의 제2 전극(140) 또는 투명표시패널(1100)의 하부기판(1101)의 배면에 부착된 후 라미네이션 공정을 거쳐서 광 제어 장치(1000’)와 투명표시패널(1100)이 결합될 수 있다. 그리고, 접착층으로 이용되는 OCA는 1.4~1.9 사이의 굴절률을 가질 수 있다. 이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시예는 투명표시패널(1100)의 하부 기판(1101) 또는 상부 기판(1102)을 광 제어 장치(1000’)의 기판으로도 사용한다. 즉, 투명표시패널(1100)과 광 제어 장치(1000’)는 기판을 서로 공용한다. 따라서, 본 발명의 실시예는 기판을 줄일 수 있으므로, 투명표시장치의 두께를 줄일 수 있으며, 투명도를 높일 수 있다.In addition, an adhesive layer may be further configured to couple the
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
Although the embodiments of the present invention have been described in more detail with reference to the accompanying drawings, the present invention is not necessarily limited to these embodiments, and various modifications may be made within the scope without departing from the technical spirit of the present invention. . Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention, but to explain, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. The protection scope of the present invention should be construed by the claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.
100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 1000: 광 제어 장치
110, 210, 310, 410, 510, 610, 710: 제1 기판
120, 220, 320, 420, 520, 620, 720: 제1 전극
130, 230, 330, 430, 530, 630, 730: 액정층들
131, 231, 331, 431, 531, 631, 731: PDLC 층
132, 232, 332, 432, 532, 632, 732: GHLC 층
140, 240, 340, 440, 540, 640, 740: 제2 전극
150, 250, 350, 450, 550, 650, 750: 제2 기판
460, 560, 660: 제1 굴절률 매칭층
470, 570, 670: 제2 굴절률 매칭층
760: 굴절률 매칭층
1000a: 제1 광 제어 장치
1000b: 제2 광 제어 장치
1100: 투명표시패널100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 1000: light control unit
110, 210, 310, 410, 510, 610, 710: first substrate
120, 220, 320, 420, 520, 620, 720: first electrode
130, 230, 330, 430, 530, 630, 730: liquid crystal layers
131, 231, 331, 431, 531, 631, 731: PDLC layer
132, 232, 332, 432, 532, 632, 732: GHLC layer
140, 240, 340, 440, 540, 640, 740: second electrode
150, 250, 350, 450, 550, 650, 750: second substrate
460, 560, 660: first refractive index matching layer
470, 570, 670: second refractive index matching layer
760: refractive index matching layer
1000a: first light control device
1000b: second light control device
1100: transparent display panel
Claims (20)
상기 제1 기판 상에 있는 제1 전극;
상기 제2 기판 상에 있는 제2 전극;
상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치되며 제1 액정들을 갖는 액적(droplet)들을 구비한 고분자 분산형 액정층;
상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치되며, 제2 액정들, 이색성 염료들 및 댐들을 갖는, 격벽을 구비한 게스트 호스트 액정층;
상기 격벽 상에 있는 제1 배향막; 및
접착물질을 갖는 제2 배향막을 포함하고,
상기 댐들 사이에는 상기 제2 액정들과 상기 이색성 염료들을 포함하는 복수의 액정 영역들이 마련되고,
상기 제1 배향막과 상기 제2 배향막은 상기 댐들 상에서 접착되어 상기 제2 액정들 및 상기 이색성 염료들을 어느 한 방향으로 배열하는, 광 제어 장치.a first substrate and a second substrate facing each other;
a first electrode on the first substrate;
a second electrode on the second substrate;
a polymer dispersed liquid crystal layer disposed between the first electrode and the second electrode and including droplets having first liquid crystals;
a guest host liquid crystal layer having a barrier rib disposed between the first electrode and the second electrode and having second liquid crystals, dichroic dyes and dams;
a first alignment layer on the barrier rib; and
A second alignment layer having an adhesive material,
A plurality of liquid crystal regions including the second liquid crystals and the dichroic dyes are provided between the dams;
and the first alignment layer and the second alignment layer are adhered on the dams to arrange the second liquid crystals and the dichroic dyes in one direction.
상기 복수의 액정영역들 사이에서 상기 제2 액정들과 상기 이색성 염료들의 비율은 1% 이내의 차이를 갖는 것을 특징으로 하는 광 제어 장치.The method of claim 1,
The light control device according to claim 1, wherein the ratio of the second liquid crystals and the dichroic dye is less than 1% between the plurality of liquid crystal regions.
상기 제2 배향막은, 상기 제1 배향막과 상기 제2 전극 사이에 있는, 광 제어 장치.The method of claim 1,
and the second alignment layer is between the first alignment layer and the second electrode.
상기 제2 배향막은, 상기 제1 배향막과 상기 고분자 분산형 액정층 사이에 있는, 광 제어 장치.The method of claim 1,
and the second alignment layer is between the first alignment layer and the polymer dispersed liquid crystal layer.
상기 고분자 분산형 액정층과 상기 게스트 호스트 액정층은 상기 제1 및 제2 전극들에 전압이 인가되지 않거나 상기 제1 전극에 인가되는 제1 전압과 상기 제2 전극에 인가되는 제2 전압 간의 차이가 제1 기준 전압보다 작은 경우 입사되는 빛을 투과시키는 투명 모드로 구현되는, 광 제어 장치.The method of claim 1,
In the polymer dispersed liquid crystal layer and the guest host liquid crystal layer, no voltage is applied to the first and second electrodes, or a difference between a first voltage applied to the first electrode and a second voltage applied to the second electrode When is less than the first reference voltage, the light control device is implemented in a transparent mode that transmits the incident light.
상기 제1 및 제2 전극들에 전압이 인가되지 않거나 상기 제1 전극에 인가되는 제1 전압과 상기 제2 전극에 인가되는 제2 전압 간의 차이가 제1 기준 전압보다 작은 경우 상기 제1 액정들, 상기 제2 액정들, 및 상기 이색성 염료들은 수직 방향으로 배열되는, 광 제어 장치.The method of claim 1,
When no voltage is applied to the first and second electrodes or a difference between the first voltage applied to the first electrode and the second voltage applied to the second electrode is less than a first reference voltage, the first liquid crystals , the second liquid crystals, and the dichroic dyes are arranged in a vertical direction.
상기 고분자 분산형 액정층과 상기 게스트 호스트 액정층은 상기 제1 전극에 인가되는 제1 전압과 상기 제2 전극에 인가되는 제2 전압 간의 차이가 제2 기준 전압보다 큰 경우 입사되는 빛을 차광하는 차광 모드로 구현되는, 광 제어 장치.The method of claim 1,
The polymer dispersed liquid crystal layer and the guest host liquid crystal layer block incident light when a difference between a first voltage applied to the first electrode and a second voltage applied to the second electrode is greater than a second reference voltage. A light control device implemented in a light blocking mode.
상기 제1 전극에 인가되는 제1 전압과 상기 제2 전극에 인가되는 제2 전압 간의 차이가 제2 기준 전압보다 큰 경우 상기 제1 액정들, 상기 제2 액정들, 및 상기 이색성 염료들은 수평 방향으로 배열되는, 광 제어 장치.The method of claim 1,
When a difference between the first voltage applied to the first electrode and the second voltage applied to the second electrode is greater than a second reference voltage, the first liquid crystals, the second liquid crystals, and the dichroic dye are horizontally A light control device arranged in a direction.
상기 제1 전극이 있는 상기 제1 기판의 일면의 반대면에 있고, 상기 제1 기판의 굴절률과 공기의 굴절률 사이의 굴절률을 갖는 제1 굴절률 매칭층; 및
상기 제2 전극이 있는 상기 제2 기판의 일면의 반대면에 있고, 상기 제2 기판의 굴절률과 상기 공기의 굴절률 사이의 굴절률을 갖는 제2 굴절률 매칭층을 더 포함하는 광 제어 장치.The method of claim 1,
a first refractive index matching layer on the opposite surface of one surface of the first substrate having the first electrode and having a refractive index between the refractive index of the first substrate and the refractive index of air; and
and a second refractive index matching layer on a surface opposite to the one surface of the second substrate on which the second electrode is located, the second refractive index matching layer having a refractive index between the refractive index of the second substrate and the refractive index of the air.
상기 제1 기판과 상기 제1 전극 사이에 있고, 상기 제1 기판의 굴절률과 상기 제1 전극의 굴절률 사이의 굴절률을 갖는 제1 굴절률 매칭층; 및
상기 제2 기판과 상기 제2 전극 사이에 있고, 상기 제2 기판의 굴절률과 상기 제2 전극의 굴절률 사이의 굴절률을 갖는 제2 굴절률 매칭층을 더 포함하는, 광 제어 장치.The method of claim 1,
a first refractive index matching layer between the first substrate and the first electrode and having a refractive index between the refractive index of the first substrate and the refractive index of the first electrode; and
and a second refractive index matching layer between the second substrate and the second electrode, the second refractive index matching layer having a refractive index between the refractive index of the second substrate and the refractive index of the second electrode.
상기 제1 전극과 상기 고분자 분산형 액정층 사이에 있고, 상기 제1 전극의 굴절률과 상기 고분자 분산형 액정층의 굴절률 사이의 굴절률을 갖는 제1 굴절률 매칭층; 및
상기 제2 전극과 상기 게스트 호스트 액정층 사이에 마련되고, 상기 제2 전극의 굴절률과 상기 게스트 호스트 액정층의 굴절률 사이의 굴절률을 갖는 제2 굴절률 매칭층을 더 포함하는, 광 제어 장치.The method of claim 1,
a first refractive index matching layer between the first electrode and the polymer dispersed liquid crystal layer and having a refractive index between the refractive index of the first electrode and the refractive index of the polymer dispersed liquid crystal layer; and
and a second refractive index matching layer provided between the second electrode and the guest host liquid crystal layer and having a refractive index between the refractive index of the second electrode and the refractive index of the guest host liquid crystal layer.
상기 투명 표시패널의 일면에 있는 광 제어 장치를 포함하며,
상기 광 제어 장치는,
서로 마주보는 제1 기판 및 제2 기판;
상기 제1 기판 상에 있는 제1 전극;
상기 제2 기판 상에 있는 제2 전극;
상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치되며, 제1 액정들을 갖는 액적(droplet)들을 구비한 고분자 분산형 액정층, 그리고 제2 액정들, 이색성 염료들 및 댐들을 갖는, 격벽을 구비한 게스트 호스트 액정층을 포함하는 복수의 액정층들;
상기 격벽 상에 있는 제1 배향막;
접착물질을 갖는 제2 배향막을 포함하고,
상기 댐들 사이에는 상기 제2 액정들과 상기 이색성 염료들을 포함하는 복수의 액정 영역들이 마련되고,
상기 제1 배향막과 상기 제2 배향막은 상기 댐들 상에서 접착되어 상기 제2 액정들 및 상기 이색성 염료들을 어느 한 방향으로 배열하며,
상기 복수의 액정층들은 전압이 인가되지 않는 경우 입사되는 빛을 투과시키는 투명 모드로 구현되고, 전압이 인가되는 경우 입사되는 빛을 차단하는 차광 모드로 구현되고,
상기 화소들이 화상을 표시하는 표시 모드에서는 상기 복수의 액정층들은 입사되는 빛을 차광하는 차광 모드로 구현되며, 상기 화소들이 화상을 표시하지 않는 비표시 모드에서는 경우 상기 복수의 액정층들은 입사되는 빛을 투과시키는 투명 모드 또는 입사되는 빛을 차광하는 차광 모드로 구현되는, 투명표시장치.a transparent display panel including a transmissive area and a light-emitting area, wherein pixels for displaying an image are provided in the light-emitting area; and
and a light control device on one surface of the transparent display panel,
The light control device,
a first substrate and a second substrate facing each other;
a first electrode on the first substrate;
a second electrode on the second substrate;
a polymer dispersed liquid crystal layer disposed between the first electrode and the second electrode and having droplets having first liquid crystals, and a barrier rib having second liquid crystals, dichroic dyes and dams; a plurality of liquid crystal layers including one guest host liquid crystal layer;
a first alignment layer on the barrier rib;
A second alignment layer having an adhesive material,
A plurality of liquid crystal regions including the second liquid crystals and the dichroic dyes are provided between the dams;
The first alignment layer and the second alignment layer are adhered on the dams to arrange the second liquid crystals and the dichroic dyes in one direction,
The plurality of liquid crystal layers are implemented in a transparent mode that transmits incident light when no voltage is applied, and is implemented in a light blocking mode that blocks incident light when a voltage is applied,
In a display mode in which the pixels display an image, the plurality of liquid crystal layers are implemented in a light blocking mode to block incident light, and in a non-display mode in which the pixels do not display an image, the plurality of liquid crystal layers are formed in A transparent display device that is implemented in a transparent mode that transmits light or a light-shielding mode that blocks incident light.
상기 제1 액정들, 상기 제2 액정들, 및 상기 이색성 염료들은 상기 전압이 인가되지 않는 경우 수직 방향으로 배열되고, 상기 전압이 인가되는 경우 수평 방향으로 배열되는, 투명표시장치.15. The method of claim 14,
The first liquid crystals, the second liquid crystals, and the dichroic dyes are arranged in a vertical direction when the voltage is not applied and are arranged in a horizontal direction when the voltage is applied.
상기 격벽의 댐들은 상기 발광 영역에 있는, 투명표시장치.15. The method of claim 14,
and the dams of the barrier rib are in the light emitting area.
상기 복수의 액정영역들 사이에서 상기 제2 액정들과 상기 이색성 염료들의 비율은 1% 이내의 차이를 갖는, 투명표시장치.15. The method of claim 14,
A ratio of the second liquid crystals and the dichroic dye between the plurality of liquid crystal regions has a difference of less than 1%.
상기 투명 표시패널의 하부 기판 아래 또는 상부 기판 상에 있는 광 제어 장치를 구비하고,
상기 광 제어 장치는,
제1 기판 상에 있는 제1 전극;
상기 하부 기판 또는 상부 기판 기판상에 있는 제2 전극; 및
상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치되며, 제1 액정들을 갖는 액정(droplet)들을 구비한 고분자 분산형 액정층, 그리고 제2 액정들, 이색성 염료들 및 댐들을 갖는 격벽을 구비한 게스트 호스트 액정층을 포함하는 복수의 액정층들;
상기 격벽 상에 있는 제1 배향막;
접착물질을 갖는 제2 배향막을 포함하고,
상기 댐들 사이에는 상기 제2 액정들과 상기 이색성 염료들을 포함하는 복수의 액정 영역들이 마련되고,
상기 제1 배향막과 상기 제2 배향막은 상기 댐들 상에서 접착되어 상기 제2 액정들 및 상기 이색성 염료들을 어느 한 방향으로 배열하며,
상기 복수의 액정층들은 전압이 인가되지 않는 경우 입사되는 빛을 투과시키는 투명 모드로 구현되고, 전압이 인가되는 경우 입사되는 빛을 차단하는 차광 모드로 구현되고, 상기 투명표시패널이 화상을 표시하는 표시 모드에서는 상기 복수의 액정층들은 입사되는 빛을 차광하는 차광 모드로 구현되며, 상기 투명표시패널이 화상을 표시하지 않는 비표시 모드에서는 경우 상기 복수의 액정층들은 입사되는 빛을 투과시키는 투명 모드 또는 입사되는 빛을 차광하는 차광 모드로 구현되는, 투명표시장치.a transparent display panel including a lower substrate and an upper substrate; and
and a light control device under the lower substrate or on the upper substrate of the transparent display panel,
The light control device,
a first electrode on the first substrate;
a second electrode on the lower substrate or the upper substrate; and
A polymer dispersed liquid crystal layer disposed between the first electrode and the second electrode, including liquid crystals having first liquid crystals, and a barrier rib having second liquid crystals, dichroic dyes and dams. a plurality of liquid crystal layers including a guest host liquid crystal layer;
a first alignment layer on the barrier rib;
A second alignment layer having an adhesive material,
A plurality of liquid crystal regions including the second liquid crystals and the dichroic dyes are provided between the dams;
The first alignment layer and the second alignment layer are adhered on the dams to arrange the second liquid crystals and the dichroic dyes in one direction,
The plurality of liquid crystal layers are implemented in a transparent mode that transmits incident light when no voltage is applied, and is implemented in a light-shielding mode that blocks incident light when a voltage is applied, and the transparent display panel displays an image. In the display mode, the plurality of liquid crystal layers are implemented in a light blocking mode that blocks incident light, and in a non-display mode in which the transparent display panel does not display an image, the plurality of liquid crystal layers transmit incident light in a transparent mode Or, a transparent display device implemented in a light blocking mode that blocks incident light.
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