JP2023539236A - 光経路制御部材及びこれを含むディスプレイ装置 - Google Patents

光経路制御部材及びこれを含むディスプレイ装置 Download PDF

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Abstract

実施例に係る光経路制御部材は、第１基板と、前記第１基板上に配置される第１電極と、前記第１基板上に配置される第２基板と、前記第２基板下に配置される第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に配置される光変換部と、を含み、前記光変換部は、隔壁部及び収容部を含み、前記収容部は、分散液及び前記分散液内に分散される光変換粒子を含み、前記収容部は、電圧の印加の有無に応じて公開モード、プライバシーモードに駆動され、前記公開モードは、初期正電圧を印加するステップ及び維持正電圧を印加するステップを含み、前記プライバシーモードは、負電圧を印加するステップを含み、前記初期正電圧を印加するステップ、前記維持正電圧を印加するステップ、及び前記負電圧を印加するステップは、順に進行され、前記初期正電圧の大きさは、前記維持正電圧の大きさよりも大きい。

Description

実施例は、光経路制御部材及びこれを含むディスプレイ装置に関する。
遮光フィルムは、光源からの光の伝達を遮断するものであって、携帯電話、ノートパソコン、タブレットＰＣ、車両用ナビゲーション、車両用タッチなどに使用される表示装置であるディスプレイパネルの前面に付着され、ディスプレイが画面を送出する時、光の入射角度に応じて光の視野角を調節して、ユーザが必要な視野角度で鮮明な画質を表現できる目的で使用されている。
また、遮光フィルムは、車両や建物の窓などに使用されて、外部光を一部遮蔽して眩しさを防止するか、外部から内部が見えないようにするのにも使用することかできる。
即ち、遮光フィルムは、光の移動経路を制御して、特定の方向への光は遮断し、特定の方向への光は透過させる光経路制御部材であり得る。これにより、遮光フィルムによって光の透過角度を制御して、ユーザの視野角を制御することができる。
一方、このような遮光フィルムは、周囲環境またはユーザの環境に関係なく常に視野角を制御できる遮光フィルムと、周辺環境またはユーザの環境に応じてユーザが視野角制御をオンオフできるスイッチャブル遮光フィルムとに区分され得る。
このようなスイッチャブル遮光フィルムは、収容部の内部に電圧の印加によって移動できる粒子及びこれを分散させる分散液を含む光変換物質を充填して粒子の分散及び凝集により光変換部の収容部が光透過部及び光遮断部に変換されて実現され得る。
例えば、負電荷に帯電された粒子に正電圧を印加して前記粒子を電極方向に移動させて、収容部を光透過部として駆動することができ、光遮断部に変換しようとする場合、負電圧を印加して前記粒子を分散液の内部に再分散させることができる。
このとき、前記正電圧の大きさを大きくする場合、光変換粒子の移動速度は増加するが、光変換粒子に加えられるストレスによって光変換粒子が互いに固まって粒径が増加し、これにより光透過部として駆動する際、光透過率が低下するという問題点がある。
また、前記正電圧の大きさを小さくする場合、光変換粒子の移動速度が減少して駆動速度が低下し、これにより光透過部として駆動する際、光透過率が低下するという問題点がある。
したがって、上記のような問題点を解決することができる新しい構造の光経路制御部材が要求される。
実施例は、向上した信頼性及び駆動特性を有する光経路制御部材を提供することを目的とする。
実施例に係る光経路制御部材は、第１基板と、前記第１基板上に配置される第１電極と、前記第１基板上に配置される第２基板と、前記第２基板下に配置される第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に配置される光変換部と、を含み、前記光変換部は、隔壁部及び収容部を含み、前記収容部は、分散液及び前記分散液内に分散される光変換粒子を含み、前記収容部は、電圧の印加の有無に応じて公開モード、プライバシーモードに駆動され、前記公開モードは、初期正電圧を印加するステップ及び維持正電圧を印加するステップを含み、前記プライバシーモードは、負電圧を印加するステップを含み、前記初期正電圧を印加するステップ、前記維持正電圧を印加するステップ、及び前記負電圧を印加するステップは、順に進行され、前記初期正電圧の大きさは、前記維持正電圧の大きさよりも大きい。
実施例に係る光経路制御部材は、電圧の印加によって公開モードを駆動する際、互いに異なる大きさの電圧を印加するステップを含むことができる。
詳細には、初期電圧を印加するステップ及び維持電圧を印加するステップを含むことができる。
即ち、実施例に係る光経路制御部材は、維持電圧大きさよりも大きい初期電圧を先に印加して、ターゲット透過率と隣接した透過率で速く駆動した後、相対的に電圧の低い維持電圧に電圧を減少させてターゲット 透過率で公開モードを駆動することができる。
これにより、低電圧の維持電圧で公開モードを駆動するので、高電圧による光変換粒子のストレスを緩和して光変換粒子の固まり現象を最小限に抑えることができる。
これにより、公開モードで透過率の低下なしに長時間均一な透過率で公開モードを駆動することができる。
また、初期電圧によって透過率を急速に変化させることによって、低電圧による駆動時間の遅延の短所を補うことができる。
即ち、実施例に係る光経路制御部材は、高電圧の初期電圧によって駆動時間を減少させながら、低電圧の維持電圧によって光変換粒子の固まりを防止して、光経路制御部材の駆動特性、駆動速度、及び信頼性を向上させることができる。
また、実施例による光経路制御部材は、プライバシーモードから公開モードに変換する間に０Ｖの休止電圧を一定時間印加するステップを含むことができる。
これにより、公開モード及びプライバシーモードで蓄積された光変換粒子のストレスを緩和するステップを含むので、光変換粒子の固まりを防止することができる。
これにより、公開モード及びプライバシーモードを繰り返し駆動しても光透過率の減少なしに使用することができ、光経路制御部材の寿命を向上させることができる。
実施例に係る光経路制御部材の斜視図を示す図である。 図１のＡ－Ａ’領域を切断した断面図を示す図である。 図１のＡ－Ａ’領域を切断した断面図を示す図である。 実施例に係る光経路制御部材の電圧大きさによる駆動方法を説明するための図である。 実施例に係る光経路制御部材の電圧大きさによる光透過率を説明するための図である。 実施例に係る光経路制御部材の電圧大きさによる光透過率を説明するための図である。 実施例及び比較例に係る光経路制御部材の光透過率の変化を説明するための図面である。 実施例及び比較例に係る光経路制御部材の光透過率の変化を説明するための図面である。 実施例及び比較例に係る光経路制御部材の光透過率の変化を説明するための図面である。 実施例及び比較例に係る光経路制御部材の休止電圧の有無による光透過率の変化を説明するための図である。 実施例及び比較例に係る光経路制御部材の休止電圧の有無による光透過率の変化を説明するための図である。 実施例に係る光経路制御部材が適用される表示装置の断面図を示す図である。 実施例に係る光経路制御部材が適用される表示装置の断面図を示す図である。 実施例に係る光経路制御部材が適用されるディスプレイ装置の一実施例を説明するための図である。 実施例に係る光経路制御部材が適用されるディスプレイ装置の一実施例を説明するための図である。 実施例に係る光経路制御部材が適用されるディスプレイ装置の一実施例を説明するための図を示す図である。
以下、添付された図面を参照して、本発明の好ましい実施例を詳しく説明する。但し、本発明の技術思想は、説明される一部の実施例に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態で実現され得、本発明の技術思想の範囲内であれば、実施例間のその構成要素のうち一つ以上を選択的に結合、置換して使用することができる。
また、本発明の実施例で使用される用語（技術及び科学的用語を含む）は、明白に特に定義されて記述されない限り、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に一般的に理解され得る意味で解釈され得、辞書に定義された用語のように一般的に使用される用語は、関連技術の文脈上の意味を考慮してその意味を解釈できるであろう。
また、本発明の実施例で使用される用語は、実施例を説明するためのものであり、本発明を制限しようとするものではない。本明細書において、単数型は文面で特に言及しない限り複数型も含むことができ、「Ａ及び（と）Ｂ、Ｃのうち少なくとも一つ（または一つ以上）」に記載される場合、Ａ、Ｂ、Ｃで組み合わせできるすべての組み合わせのうち一つ以上を含むことができる。
また、本発明の構成要素を説明するにおいて、第１、第２、Ａ、Ｂ、（ａ）、（ｂ）などの用語を使用することができる。このような用語は、その構成要素を他の構成要素と区別するためのものに過ぎず、その用語によって該当構成要素の本質や順番または順序などに限定されない。
そして、ある構成要素が他の構成要素に「連結」、「結合」または「接続」されると記載された場合、その構成要素は、その他の構成要素に直接的に連結、結合または連結される場合のみならず、その構成要素とその他の構成要素との間にある別の構成要素によって「連結」、「結合」または「接続」される場合も含むことができる。
また、各構成要素の「上（うえ）または下（した）」に形成または配置されると記載される場合、上（うえ）または下（した）は、二つの構成要素が互いに直接接触される場合のみならず、一つ以上の別の構成要素が二つの構成要素の間に形成または配置される場合も含む。
また、「上（うえ）または下（した）」と表現される場合、一つの構成要素を基準に上側方向のみならず、下側方向の意味も含むことができる。
以下、図面を参照して、実施例に係る光経路制御部材について説明する。
図１は、実施例に係る光経路制御部材の斜視図を示す図である。
図１及び図２を参照すると、実施例に係る光経路制御部材は、第１基板１１０、第２基板１２０、第１電極２１０、第２電極２２０、及び光変換部３００を含むことができる。
前記光変換部３００は、前記第１基板１１０と前記第２基板１２０との間に配置され得る。詳細には、前記光変換部３００は、前記第１電極２１０と前記第２電極２２０との間に配置され得る。
前記光変換部３００と前記第１電極２１０との間には、接着層４１０が配置され得る。例えば、前記光変換部３００と前記第１電極２１０との間には、光を透過できる透明な接着層４１０が配置され得る。例えば、前記接着層４１０は、光学用透明接着剤（ＯＣＡ）を含むことができる。
また、前記光変換部３００と前記第２電極２２０との間には、バッファ層４２０が配置され得る。これにより、異種物質を含む前記光変換部３００と前記第１電極２１０との接着力を向上させることができる。
前記バッファ層４２０を介して前記光変換部３００と前記第２電極２２０とが接着され得る。
図２及び図３は、図１のＡ－Ａ’領域を切断した断面図を示す図である。
図２及び図３を参照すると、前記光変換部３００は、隔壁部３１０、収容部３２０、及び基底部３５０を含むことができる。
前記隔壁部３１０及び前記収容部３２０は、複数に含まれており、前記隔壁部３１０と前記収容部３２０とは、交互に配置され得る。即ち、隣接する２つの隔壁部３１０の間に１つの収容部３２０が配置され、隣接する２つの収容部３２０の間に１つの隔壁部３１０が配置され得る。
前記基底部３５０は、前記収容部３２０上に配置され得る。詳細には、前記基底部３５０は、前記収容部３２０と前記バッファ層４２０との間に配置され得る。これにより、前記光変換部３００は、前記基底部３５０及び前記バッファ層４２０を介して前記第２電極２２０と接着され得る。
前記基底部３５０は、前記隔壁部３１０及び前記収容部３２０を形成するためのインプリント工程中に形成される領域であって、前記隔壁部３１０と同じ物質を含むことができる。
前記隔壁部３１０は、光を透過することができる。また、前記収容部３２０は、電圧の印加によって光透過率が変化し得る。
詳細には、前記収容部３２０には、光変換物質３３０が配置され得る。前記収容部３２０は、前記光変換物質３３０によって光透過率が可変することがある。前記光変換物質３３０は、電圧の印加によって移動される光変換粒子３３０ｂ及び前記光変換粒子３３０ｂを分散させる分散液３３０ａを含むことができる。また、前記光変換物質３３０は、前記光変換粒子３３０ａの凝集を防止する分散剤などをさらに含むことができる。
前記電圧の入力によって、前記分散液３３０ａの内部の前記光変換粒子３３０ｂが移動され得る。例えば、図２を参照すると、前記分散液３３０ａの内部の前記光変換粒子３３０ｂは、表面が負電荷に帯電され、前記第１電極２１０及び前記第２電極２２０を介して正電圧を印加する場合、前記光変換粒子３３０ｂが前記第１電極２１０または前記第２電極２２０方向に移動されて、前記収容部３２０は、光透過部になることがある。
また、図３を参照すると、前記第１電極２１０及び前記第２電極２２０を介して負電圧を印加する場合、前記光変換粒子３３０ｂは、前記分散液３３０ａの内部に再び分散され、前記収容部３２０は。遮光部になることがある。
一方、前記正電圧の大きさを大きくする場合、光変換粒子３３０ｂの移動速度は増加するが、光変換粒子３３０ｂに加えられるストレスによって光変換粒子３３０ｂが互いに固まって粒径が増加する現象が発生し、これにより光透過部として駆動するとき、光経路制御部材の光透過率が低下するという問題点がある。
また、上記正電圧の大きさを小さくする場合、光変換粒子の移動速度が減少して駆動速度が低下し、これにより、光透過部として駆動するとき光経路制御部材の光透過率が低下するという問題点がある。
したがって、実施例に係る光経路制御材は、前記収容部に印加される電圧の駆動方法を制御して、光変換粒子の固まり現象を防止しながら駆動速度を向上させようとする。
図４を参照すると、実施例に係る光経路制御部材は、初期モード、公開モード、及びプライバシーモードの順に駆動され得る。前記初期モード、前記公開モード、及びプライバシーモードは、順に進行され得る。即ち、前記公開モード及び前記プライバシーモードは、１回の周期で順に進行されることがあり、ユーザの使用環境に応じて、前記周期は繰り返されることがある。
前記初期モードは、前記光経路制御部材が初期にオン（ｏｎ）した状態であって、前記光変換粒子３３０ｂが前記分散液３３０ａの内部に分散している状態であり、前記初期モードにおける光変換粒子の状態は、前記プライバシーモードにおける光変換粒子の状態と同一であり得る。前記公開モードは、前記光変換粒子３３０ｂが前記第１電極２１０または前記第２電極２２０方向に移動されている状態であり、前記プライバシーモードは、前記光変換粒子３３０ｂが前記分散液３３０ａの内部に分散している状態である。
前記初期モードでは、電圧が印加されないことがある。即ち、前記初期モードでは、前記第１電極２１０及び前記第２電極２２０から電圧が印加されないモードである。これにより、前記光変換粒子３３０ｂは、前記分散液３３０ａの内部に分散して配置され得る。したがって、前記初期モードでは、収容部が遮光部として駆動され得る。即ち、前記初期モードは、前記プライバシーモードに該当することがある。
即ち、前記初期モードは、前記光経路制御部材が駆動される前のモードであり得る。
前記公開モードでは、電圧が印加され得る。詳細には、前記公開モードでは、正電圧または負電圧が印加され得る。前記公開モードで正電圧を印加する場合、前記プライバシーモードでは負電圧を印加し、前記公開モードで負電圧を印加する場合、前記プライバシーモードでは正電圧を印加することができる。即ち、公開モードとプライバシーモードは、反対となる電圧を印加することができる。
以下では、説明の便宜上、前記公開モードで正電圧が印加される場合を中心に説明する。
即ち、前記公開モードでは、前記第１電極２１０及び前記第２電極２２０から正電圧が印加されるモードである。これにより、前記光変換粒子３３０ｂは、前記第１電極２１０または前記第２電極２２０方向に移動され得る。したがって、前記公開モードでは、収容部が光透過部として駆動され得る。
前記公開モードは、初期正電圧を印加するステップ及び維持正電圧を印加するステップを含むことができる。詳細には、前記公開モードでは、先に初期正電圧を印加した後、維持正電圧が印加され得る。
前記初期正電圧を印加するステップでは、光経路制御部材の駆動時間を減少させるために相対的に大きい電圧を印加し、前記維持正電圧を印加するステップでは、光経路制御部材の信頼性及び消費電力を低減させるために相対的に小さい電圧を印加することができる。
詳細には、前記初期正電圧の大きさは、維持正電圧の大きさよりも大きくてもよい。これにより、前記初期正電圧の大きさにおける最大光透過率と前記維持正電圧の大きさにおける最大光透過率とは、互いに異なることがある。即ち、前記初期正電圧の大きさにおける最大光透過率は、前記維持正電圧の大きさにおける最大光透過率よりも大きくてもよい。
ここで、最大光透過率とは、正電圧を印加した後、１分間の光透過率の変化が１％以下の場合のうち最大光透過率と定義することができる。
前記初期正電圧を印加するステップでは、前記初期正電圧及び前記維持正電圧を印加するときの最大光透過率に近い光透過率に達する時間だけ印加することができる。即ち、前記初期正電圧の印加時間は、前記初期正電圧による光透過率が前記維持正電圧の最大光透過率に近い光透過率になるまでの時間と定義することができる。
したがって、前記初期正電圧の印加時間によって達する光透過率は、前記維持正電圧を印加するときの最大光透過率と同一または異なることがある。即ち、前記初期正電圧の印加時間によって達する光透過率は、前記維持正電圧を印加するときの最大光透過率と同一または大きいか小さいことがある。
詳細には、前記初期正電圧の印加時間は、前記初期正電圧による光透過率が前記維持正電圧の最大光透過率に対して７０％～１３０％の光透過率になるまでの時間と定義することができる。より詳細には、前記初期正電圧の印加時間は、前記初期正電圧による光透過率が前記維持正電圧の最大光透過率に対して８０％～１２０％の光透過率になるまでの時間と定義することができる。より詳細には、前記初期正電圧の印加時間は、前記初期正電圧による光透過率が前記維持正電圧の最大光透過率に対して９０％～１１０％の光透過率になるまでの時間と定義することができる。
前記初期正電圧の印加時間を前記初期正電圧による光透過率が、前記維持正電圧の最大光透過率に対して７０％以下となる時間とする場合、以後に維持正電圧を印加するとき、前記維持正電圧の最大光透過率まで達するのにかかる時間が長くなり、これにより光透過率の変化時間が長くなって、ユーザの視認性が低下することがあり、光経路制御部材の駆動速度が減少することがある。
また、前記初期正電圧の印加時間を前記初期正電圧による光透過率が前記維持正電圧の最大光透過率に対して１３０％を超える時間とする場合、以後に維持正電圧を印加するとき、前記維持正電圧の最大光透過率に減少するのにかかる時間が長くなり、これにより光透過率の変化時間が長くなって、ユーザの視認性が低下することがあり、光経路制御部材の駆動速度が減少することがある。
したがって、実施例に係る光経路制御部材は、前記維持正電圧の大きさよりも大きい前記初期正電圧を前記維持正電圧の最大光透過率に近い透過率となる時間まで印加することによって、前記維持正電圧を印加するステップで前記維持正電圧の最大光透過率まで達する時間を減少させることができる。
これにより、実施例に係る光経路制御部材は、低電圧の前記維持正電圧を適用しながらも速い駆動時間を有することができる。
次いで、前記初期正電圧を前記初期正電圧による光透過率が前記維持正電圧の最大光透過率に近い光透過率になるまで印加した後、前記維持正電圧を印加するステップが進行され得る。
前記維持正電圧は、実現しようとするターゲット透過率に応じた電圧によって変化し得る。即ち、ターゲット透過率が大きくなる場合、前記維持正電圧も大きくなってもよく、ターゲット透過率が小さくなる場合、前記維持正電圧も小さくなってもよい。
前記維持正電圧の大きさは、前記初期正電圧の大きさよりも小さくてもよい。詳細には、前記維持正電圧の大きさは、前記初期正電圧の大きさに対して１００％未満であり得る。詳細には、前記維持正電圧の大きさは、前記初期正電圧の大きさに対して５％～９０％であり得る。より詳細には、前記維持正電圧の大きさは、前記初期正電圧の大きさに対して２０％～７０％であり得る。より詳細には、前記維持正電圧の大きさは、前記初期正電圧の大きさに対して３０％～６０％であり得る。より詳細には、前記維持正電圧の大きさは、前記初期正電圧の大きさに対して４０％～５０％であり得る。
また、前記維持正電圧は、前記維持正電圧の最大光透過率が前記初期正電圧の最大光透過率の７０％以上である光透過率を有する電圧大きさを有することができる。
詳細には、前記維持正電圧は、前記維持正電圧の最大光透過率が前記初期正電圧の最大光透過率の７０％～９９％である光透過率を有する電圧大きさを有することができる。より詳細には、前記維持正電圧は、前記維持正電圧の最大光透過率が前記初期正電圧の最大光透過率の８０％～９０％である光透過率を有する電圧大きさを有することができる。
前記維持正電圧の大きさが前記初期正電圧の大きさに対して５％未満の場合、前記維持正電圧の最大光透過率が小さくなりすぎて、光経路制御部材の全体的な光透過率が減少して視認性が低下することがある。
また、前記維持正電圧の大きさが前記初期正電圧の最大光透過率の７０％以上の光透過率を有する電圧大きさである場合、前記維持正電圧の最大光透過率が小さくなりすぎて、光経路制御部材の全体的な光透過率が低下して視認性が低下することがある。
Figure 2023539236000002
Figure 2023539236000003
図５及び図６は、前記初期正電圧を４０Ｖとしたとき、前記維持正電圧の大きさによる相対的光透過率を説明するための図である。また、表１は、図５に係る光透過率を示す表であり、表２は、図６に係る光透過率を示す表である。
図５及び表１は、４０Ｖ、３０Ｖ、２０Ｖ、１０Ｖの正電圧を個別に印加する場合の光透過率を説明するための図であり、図６及び表２は、４０Ｖ、１０Ｖ、８Ｖ、５Ｖの正電圧を連続的に印加する場合の光透過率を説明するための図である。
図５及び表１を参照すると、３０Ｖ、２０Ｖ、１０Ｖの正電圧による光透過率は、４０Ｖの正電圧による光透過率に対して８５％以上の光透過率を有することが分かる。
また、図６及び表２を参照すると、１０Ｖ、８Ｖ、５Ｖの正電圧による光透過率は、４０Ｖの正電圧に対して７０％以上の光透過率を有することが分かる。
即ち、図５、図６、表１、及び表２を参照すると、前記維持正電圧は、前記初期正電圧の５％以上の大きさを有するか、または前記維持正電圧による光透過率が前記初期正電圧の光透過率に対して７０％以上の光透過率を有するので、光経路制御部材の視認性を維持できることが分かる。
前記維持正電圧が印加される区間では、前記維持正電圧による最大光透過率を維持され得る。
例えば、前記初期正電圧が前記維持正電圧の最大光透過率よりも小さい光透過率に達する時間だけ印加される場合、前記維持正電圧が印加される区間では、前記維持正電圧の最大光透過率まで光透過率が増加した後、光透過率を維持され得る。
または、前記初期正電圧が前記維持正電圧の最大光透過率と同じ光透過率に達する時間だけ印加される場合、前記維持正電圧が印加される区間では、前記初期正電圧が印加される区間で達した光透過率が維持され得る。
または、前記初期正電圧が前記維持正電圧の最大光透過率よりも大きい光透過率に達する時間だけ印加される場合、前記維持正電圧が印加される区間では、前記維持正電圧の最大光透過率まで光透過率が減少した後、光透過率が維持され得る。
一方、前記維持正電圧を印加するステップは、複数の大きさの維持電圧を有することができる。
例えば、前記維持正電圧を印加するステップは、第１維持正電圧及び第２維持正電圧を含むことができる。
詳細には、前記第１維持正電圧の大きさは、前記初期正電圧の大きさよりも小さく、前記第２維持正電圧の大きさは、前記第１維持正電圧の大きさよりも小さくてもよい。
即ち、ターゲット光透過率と対応する正電圧の大きさが第２維持正電圧である場合、前記初期正電圧の印加時間が増加すると、前記初期正電圧を印加するステップでは、ターゲット光透過率よりも高い第１光透過率まで達し、前記維持正電圧を印加するステップでは、前記第２維持正電圧の大きさだけ光透過率が減少して、ターゲット光透過率である第２光透過率に変化し得る。
このとき、前記第１光透過率と前記第２光透過率との差が大きい場合、急激な光透過率の変化によりユーザの視認性が低下することがある。したがって、前記初期正電圧と前記第２維持正電圧との間にバッファの役割をする前記第１維持正電圧を導入して、光透過率の差による急激な光透過率の変化を防止することができる。
または、前記第１維持正電圧の大きさは、前記初期正電圧の大きさよりも小さく、前記第２維持正電圧の大きさは、前記第１維持正電圧の大きさよりも大きくてもよい。
即ち、ターゲット光透過率と対応する正電圧の大きさが第２維持正電圧である場合、前記初期正電圧の印加時間が減少すると、前記初期正電圧を印加するステップでは、ターゲット光透過率よりも低い第１光透過率まで達し、前記維持正電圧を印加するステップでは、前記第２維持正電圧の大きさだけ光透過率が増加して、ターゲット光透過率である第２光透過率に変化し得る。
このとき、前記第１光透過率と前記第２光透過率との差が大きい場合、急激な光透過率の変化によりユーザの視認性が低下することがある。したがって、前記初期正電圧と前記第２維持正電圧との間にバッファの役割をする前記第１維持正電圧を導入して、光透過率の差による急激な光透過率の変化を防止することができる。
前記プライバシーモードでは、電圧が印加され得る。詳細には、前記プライバシーモードでは負電圧または正電圧が印加され得る。詳細には、前記公開モードにおける電圧とは反対となる極性の電圧を印加することができる。例えば、前記公開モードで正電圧が印加される場合、前記プライバシーモードでは負電圧が印加され、前記公開モードで負電圧が印加される場合、前記プライバシーモードでは正電圧が印加され得る。以下では、説明の便宜上、前記プライバシーモードで負電圧が印加される場合を中心に説明する。
即ち、前記プライバシーモードでは、前記第１電極２１０及び前記第２電極２２０から負電圧が印加されるモードである。これにより、全体光変換粒子３３０ｂは、前記分散液３３０ａに再分散して配置され得る。したがって、前記プライバシーモードでは、収容部が遮光部として駆動され得る。
前記プライバシーモードは、負電圧を印加するステップ及び休止電圧を印加するステップを含むことができる。詳細には、前記プライバシーモードでは、先に負電圧を印加した後、休止電圧が印加され得る。
前述した初期正電圧を印加するステップ、前記維持正電圧を印加するステップ、前記負電圧を印加するステップ、及び前記休止電圧を印加するステップは、順に進行され得る。
前記負電圧を印加するステップでは、前記光変換粒子３３０ｂを移動させるステップであり得る。詳細には、負電荷に帯電された光変換粒子３３０ｂに負電圧を印加して、前記光変換粒子３３０ｂを分散液３３０ａに再分散させることができる。
このとき、前記負電圧は、前記初期正電圧の大きさ（絶対値）と同一または異なることがある。詳細には、前記負電圧の大きさは、前記初期正電圧の大きさに対して８０％～１２０％の大きさを有することができる。
これにより、前記初期正電圧の大きさだけ再び負電圧を印加するので、前記光変換粒子を効果的に分散させることができる。
一方、前記負電圧を印加するステップは、パルス電圧で駆動され得る。詳細には、前記負電圧を印加するステップは、正電圧及び負電圧を繰り返すパルス電圧を含むことができる。ここで、パルス電圧というのは、前記公開モードにおける電圧印加時間よりも短い時間の周期を有する電圧を繰り返し印加する電圧を意味することができる。
これにより、前記負電圧の印加によって、前記光変換粒子３３０ｂが前記分散液３３０ａの内部で前記第１電極２１０方向及び前記第２電極２２０方向に繰り返し移動しながら分散されるので、前記光変換粒子を前記分散液３３０ａの内部に均一に分散させることができる。
前記休止電圧を印加するステップは、０Ｖの電圧を印加することができる。即ち、休止電圧を印加するステップでは、電圧が印加されないことがある。
前記休止電圧を印加するステップは、前記光変換粒子３３０ｂのストレスを緩和するステップであり得る。即ち、正電圧及び負電圧の印加によって光変換粒子３３０ｂは反応して徐々に粒子にストレスを与え、このようなストレスが繰り返し蓄積される場合、光変換粒子が互いに固まる現象が発生することがある。
したがって、実施例に係る光経路制御部材は、休止電圧を印加するステップを含み、前記光変換粒子３３０ｂを安定化させるステップを含み、これによって前記光変換粒子３３０ｂに蓄積されたストレスを緩和することができるので、光変換粒子の凝集を防止することができる。
前記休止電圧を印加する時間は、前記初期正電圧を印加する時間と同じでも大きくてもよい。前記休止電圧を印加するステップは５秒以上であり得る。詳細には、前記休止電圧を印加するステップは１０秒以上であり得る。詳細には、前記休止電圧を印加するステップは１５秒以上であり得る。詳細には、前記休止電圧を印加するステップは２０秒以上であり得る。前記休止電圧を印加するステップが５秒未満である場合、前記光変換粒子に蓄積されたストレスが十分に緩和されなくて、光変換粒子の固まりが発生することがある。
実施例に係る光経路制御部材は、電圧の印加によって公開モードに駆動するとき、互いに異なる大きさの電圧を印加するステップを含むことができる。
詳細には、初期電圧を印加するステップ及び維持電圧を印加するステップを含むことができる。
即ち、実施例に係る光経路制御部材は、維持電圧大きさよりも大きい初期電圧を先に印加して、ターゲット透過率と隣接した透過率で速く駆動した後、相対的に電圧の低い維持電圧に電圧を減少させてターゲット透過率で公開モードを駆動することができる。
これにより、低電圧の維持電圧で公開モードを駆動するので、高電圧による光変換粒子のストレスを緩和して光変換粒子の固まり現象を最小限に抑えることができる。
これにより、公開モードで透過率の低下なしに長時間均一な透過率で公開モードを駆動することができる。
また、初期電圧によって透過率を急速に変化させることによって、低電圧による駆動時間の遅延の短所を補うことができる。
即ち、実施例に係る光経路制御部材は、高電圧の初期電圧によって駆動時間を減少させながら、低電圧の維持電圧によって光変換粒子の固まりを防止して、光経路制御部材の駆動特性、駆動速度、及び信頼性を向上させることができる。
また、実施例による光経路制御部材は、プライバシーモードから公開モードに変換する間に０Ｖの休止電圧を一定時間印加するステップを含むことができる。
これにより、公開モード及びプライバシーモードで蓄積された光変換粒子のストレスを緩和するステップを含むので、光変換粒子の固まりを防止することができる。
これにより、公開モード及びプライバシーモードを繰り返し駆動しても光透過率の減少なしに使用することができ、光経路制御部材の寿命を向上させることができる。
以下、実施例及び比較例に係る光経路制御部材の透過率の測定を通じて本発明をより詳細に説明する。このような実施例は、本発明をより詳細に説明するために例示として提示したものにすぎない。したがって、本発明は、このような実施例に限定されない。
一方、以下に説明する光経路制御部材の光透過率は、光経路制御部材が配置されていない状態における光源から出射される光の輝度（Ａ）と光源上に光経路制御部材を配置し、前記光源から前記光経路制御部材を介して４５°の角度で出射される光の輝度（Ｂ）を測定した後、（Ｂ／Ａ）＊ １００を用いて測定された光透過率と定義することができる。
実施例１
電圧が印加されていない初期モードの光経路制御部材に＋４０Ｖの正電圧を印加した後、＋１０Ｖの正電圧に電圧を減少させて光経路制御部材を公開モードに変換した後、１分間の光透過率の変化を測定した。
このとき、＋４０Ｖの正電圧は、前記＋１０Ｖの正電圧の最大光透過率の１０１％～１３０％の光透過率になるまで印加した。
次いて、－４０Ｖの電圧を印加した後、電圧を０Ｖに調整して光経路制御部材をプライバシーモードに変換した。
次いで、上記のような正電圧及び負電圧を繰り返しながら、５分、１０分間の公開モードにおける光透過率の変化を連続的に測定した。
実施例２
電圧が印加されていない初期モードの光経路制御部材に＋４０Ｖの正電圧を印加した後、＋１０Ｖの正電圧に電圧を減少させて、光経路制御部材を公開モードに変換した後、１分間の光透過率の変化を測定した。
このとき、＋４０Ｖの正電圧は、前記＋１０Ｖの正電圧の最大光透過率の１０１％～１３０％の光透過率になるまで印加した。
次いで、－４０Ｖの電圧を印加した後、電圧を０Ｖに調整して光経路制御部材をプライバシーモードに変換した。
次いで、上記のような正電圧及び負電圧を繰り返しながら、１時間３０分間の公開モードにおける光透過率の変化を連続的に測定した。
比較例
電圧が印加されていない初期モードの光経路制御部材に＋４０Ｖの正電圧を印加して光経路制御部材を公開モードに変換した後、１０分間の光透過率の変化を測定した。
次いで、－４０Ｖの電圧を印加した後、電圧を０Ｖに調整して光経路制御部材をプライバシーモードに変換した。
次いで、上記のような正電圧及び負電圧を繰り返しながら、５分、１０分、３０分、１時間、３０分、１０分、５分、１分間の公開モードにおける光透過率の変化を連続的に測定した。
図７及び図８を参照すると、実施例１～実施例２に係る光経路制御部材は、１０Ｖの維持電圧が印加される時間の間、公開モードで光透過率の変化がほとんどないことが分かる。特に、図８を参照すると、１時間３０分が経過した後にも光透過率の変化が１％未満であることが分かる。
一方、図９を参照すると、比較例１に係る光経路制御部材は、４０Ｖの電圧が印加されながら公開モードでの光透過率の変化が非常に大きいことが分かる。
即ち、実施例に係る光経路制御部材は、初期定電圧及び維持定電圧を介して光変換粒子の粒子ストレスを緩和して光変換粒子の凝集を防止することによって、公開モードで長時間光透過率が維持されることが分かる。
実施例３
電圧が印加されていない初期モードの光経路制御部材に＋４０Ｖの正電圧を２０秒間印加した後、＋３０Ｖの正電圧に電圧を減少させて１０秒間印加して光経路制御部材を公開モードに変換した。
次いで、－４０Ｖの電圧を印加した後、電圧を０Ｖに調整して光経路制御部材をプライバシーモードに変換した。
次いで、正電圧、負電圧の大きさによる光経路制御部材の消費電力を測定した。
実施例４
電圧が印加されていない初期モードの光経路制御部材に＋４０Ｖの正電圧を２０秒間印加した後、＋２０Ｖの正電圧に電圧を減少させて１０秒間印加して光経路制御部材を公開モードに変換した。
次いで、－４０Ｖの電圧を印加した後、電圧を０Ｖに調整して光経路制御部材をプライバシーモードに変換した。
次いで、正電圧、負電圧の大きさによる光経路制御部材の消費電力を測定した。
実施例５
電圧が印加されていない初期モードの光経路制御部材に＋４０Ｖの正電圧を２０秒間印加した後、＋１０Ｖの正電圧に電圧を減少させて１０秒間印加して光経路制御部材を公開モードに変換した。
次いで、－４０Ｖの電圧を印加した後、電圧を０Ｖに調整して光経路制御部材をプライバシーモードに変換した。
次いで、正電圧、負電圧の大きさによる光経路制御部材の消費電力を測定した。
比較例２
電圧が印加されていない初期モードの光経路制御部材に＋４０Ｖの正電圧を２０秒間印加して光経路制御部材を公開モードに変換した。
次いで、－４０Ｖの電圧を印加した後、電圧を０Ｖに調整して光経路制御部材をプライバシーモードに変換した。
次いで、正電圧、負電圧の大きさによる光経路制御部材の消費電力を測定した。
比較例３
電圧が印加されていない初期モードの光経路制御部材に＋４０Ｖの正電圧を２０秒間印加した後、続いて＋４０Ｖの正電圧を１０秒間印加して光経路制御部材を公開モードに変換した。
次いで、－４０Ｖの電圧を印加した後、電圧を０Ｖに調整して光経路制御部材をプライバシーモードに変換した。
次いで、正電圧、負電圧の大きさによる光経路制御部材の消費電力を測定した。
Figure 2023539236000004
Figure 2023539236000005
表３及び表４を参照すると、実施例３～実施例５に係る光経路制御部材は、比較例２及び比較例３に係る光経路制御部材に比べて消費電力が低いことが分かる。
即ち、実施例３～実施例５に係る光経路制御部材は、比較例２及び比較例３に係る光経路制御部材に比べて、公開モードで低電圧で光経路制御部材を駆動するので、光経路制御部材の全体的な消費電力を減少させることができることが分かる。
実施例６
電圧が印加されていない初期モードの光経路制御部材に＋４０Ｖの正電圧を２０秒間印加して、光経路制御部材を公開モードに変換した。
次いで、－４０Ｖの電圧を３秒間印加して光経路制御部材をプライバシーモードに変換した。
次いで、電圧が印加されないように０Ｖ状態を５秒間維持する休止電圧ステップを進行して、再び初期モードに変換した。
前記公開モード、プライバシーモード、休止電圧ステップを１周期としたとき、これを１００周期以上に繰り返した。
次いで、各周期で公開モードの光透過率の変化を測定した。
比較例４
電圧が印加されていない初期モードの光経路制御部材に＋４０Ｖの正電圧を２０秒間印加して、光経路制御部材を公開モードに変換した。
次いで、－４０Ｖの電圧を３秒間印加して光経路制御部材をプライバシーモードに変換した。
休止電圧ステップなしに上記公開モード、プライバシーモードへの変換を１周期としたとき、これを１００周期以上に繰り返した。
次いで、各周期で公開モードの光透過率の変化を測定した。
図１０を参照すると、公開モードからプライバシーモードに変換した後、０Ｖ状態を維持する休止電圧ステップを含む実施例６に係る光経路制御部材の光透過率は、ほとんど変化がないことが分かる。
一方、図１１を参照すると、公開モードからプライバシーモードに変換後、直ちに公開モードに変換する比較例に係る光経路制御部材の透過率は、周期が繰り返されながら光透過率が減少することが分かる。
即ち、実施例に係る光経路制御部材は、休止電圧ステップを含むことにより、公開モード及びプライバシーモードで印加された光変換粒子のストレスを緩和することによって、周期が繰り返されても光変換粒子の凝集を防止できるので、光経路制御部材の寿命を向上させることができることが分かる。
以下、図１２～図１６を参照して、実施例に係る光経路制御部材が適用される表示装置及びディスプレイ装置について説明する。
図１２及び図１３を参照すると、実施例による光経路制御部材１０００は、表示パネル２０００の上または下部に配置され得る。
前記表示パネル２０００と前記光経路制御部材１０００は、互いに接着して配置され得る。例えば、前記表示パネル２０００と前記光経路制御部材１０００は、接着部材１５００を介して互いに接着され得る。前記接着部材１５００は、透明であり得る。例えば、前記接着部材１５００は、光学用透明接着剤物質を含む接着剤または接着層を含むことができる。
前記接着部材１５００は、離型フィルムを含むことができる。詳細には、前記光経路部材と表示パネルとを接着する際、離型フィルムを除去した後、前記光経路制御部材及び前記表示パネルを接着することができる。
前記表示パネル２０００は、第１’基板２１００及び第２’基板２２００を含むことができる。前記表示パネル２０００が液晶表示パネルの場合、前記光経路制御部材は、前記液晶パネルの下部に形成され得る。即ち、前記液晶パネルにおいて、ユーザが眺める面が液晶パネルの上部と定義する時、前記光経路制御部材は、前記液晶パネルの下部に配置され得る。前記表示パネル２０００は、薄膜トランジスタＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）と画素電極とを含む第１’基板２１００とカラーフィルタ層とを含む第２’基板２２００とが液晶層を挟んで合着した構造に形成され得る。
また、前記表示パネル２０００は、薄膜トランジスタ、カラーフィルタ、及びブラック電解質が第１’基板２１００に形成され、第２’基板２２００が液晶層を挟んで前記第１’基板２１００と合着するＣＯＴ（ｃｏｌｏｒ ｆｉｌｔｅｒ ｏｎ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）構造の液晶表示パネルであり得る。即ち、前記第１’基板２１００上に薄膜トランジスタを形成し、前記薄膜トランジスタ上に保護膜を形成し、前記保護膜上にカラーフィルタ層を形成することができる。また、前記第１’基板２１００には、薄膜トランジスタと接触する画素電極を形成する。このとき、開口率を向上し、マスク工程を簡略化するためにブラック電解質を省略し、共通電極がブラック電解質の役割を兼ねるように形成することもある。
また、前記表示パネル２０００が液晶表示パネルの場合、前記表示装置は、前記表示パネル２０００の背面で光を提供するバックライトユニット３０００をさらに含むことができる。
即ち、図１２のように、前記光経路制御部材は、前記液晶パネルの下部及び前記バックライトユニット３０００の上部に配置されて、前記光経路制御部材は、前記バックライトユニット３０００と前記表示パネル２０００との間に配置され得る。
または、図１３のように、前記表示パネル２０００が有機発光ダイオードパネルの場合、前記光経路制御部材は、前記有機発光ダイオードパネルの上部に形成され得る。即ち、有機発光ダイオードパネルにおいて、ユーザが眺める面が前記有機発光ダイオードパネルの上部と定義する時、前記光経路制御部材は、前記有機発光ダイオードパネルの上部に配置され得る。前記表示パネル２０００は、別の光源を必要としない自発光素子を含むことができる。前記表示パネル２０００は、第１’基板２１００上に薄膜トランジスタが形成され、前記薄膜トランジスタと接触する有機発光素子が形成され得る。前記有機発光素子は、正極、負極、及び前記正極と前記負極との間に形成された有機発光層を含むことができる。また、前記有機発光素子上にカプセル化のための封止基板の役割を果たす第２’基板２２００をさらに含むことができる。
また、図面には示されていないが、前記光経路制御部材１０００と前記表示パネル２０００との間には、偏光板がさらに配置され得る。前記偏光板は、線偏光板または外光反射防止偏光板であり得る。例えば、前記表示パネル２０００が液晶表示パネルの場合、前記偏光板は、線偏光板であり得る。また、前記表示パネル２０００が有機発光ダイオードパネルの場合、前記偏光板は、外光反射防止偏光板であり得る。
また、前記光経路制御部材１０００上には、反射防止層またはアンチグレアなどの追加の機能層１３００がさらに配置され得る。詳細には、前記機能層１３００は、前記光経路制御部材の前記第１基板１１０の一面と接着され得る。図面には示されていないが、前記機能層１３００は、前記光経路制御部材の前記第１基板１１０と接着層を介して互いに接着され得る。また、前記機能層１３００上には、前記機能層を保護する離型フィルムがさらに配置され得る。
また、前記表示パネルと光経路制御部材との間にはタッチパネルがさらに配置され得る。
図面上には、前記光経路制御部材が前記表示パネルの上部に配置されることが示されたが、実施例はこれに限定されず、前記光制御部材は、光調節が可能な位置、即ち、前記表示パネルの下部、または前記表示パネルの第２基板及び第１基板の間など、多様な位置に配置され得る。
また、図面においては、実施例に係る光経路制御部材の光変換部が前記第２基板の外側面と平行または垂直な方向に示されたが、前記光変換部は、前記第２基板の外側面と一定の角度で傾斜して形成することもある。これにより、前記表示パネルと前記光経路制御部材との間に発生するモアレ現象を減らすことができる。
図１４～図１６を参照すると、実施例に係る光経路制御部材は、多様なディスプレイ装置に適用され得る。
図１４～図１６を参照すると、実施例に係る光経路制御部材は、ディスプレイを表示するディスプレイ装置に適用され得る。
例えば、図１４のように光経路制御部材に電源が印加される場合、前記収容部が光透過部として機能して、ディスプレイ装置が遮光モードに駆動され、図１５のように光経路制御部材に電源が印加されない場合には、前記収容部が光遮断部として機能して、ディスプレイ装置が遮光モードに駆動され得る。
これにより、ユーザが電源の印加によってディスプレイ装置をプライバシーモードまたは一般モードに容易に駆動することができる。
前記バックライトユニットまたは自発光素子から出射される光は、前記第１基板から前記第２基板方向に移動することができる。または、前記バックライトユニットまたは自発光素子から出射される光は、前記第２基板から前記第１基板方向にも移動することができる。
また、図１６を参照すると、実施例に係る光経路制御部材が適用されるディスプレイ装置は、車両の内部にも適用され得る。
例えば、実施例に係る光経路制御部材を含むディスプレイ装置は、車両の情報及び車両の移動経路を確認する映像を表現することができる。前記ディスプレイ装置は、車両の運転席及び助手席の間に配置され得る。
また、実施例に係る光経路制御部材は、車両の速度、エンジン、及び警告信号などを表示する計器盤に適用され得る。
また、実施例に係る光経路制御部材は、車両の前面ガラス（ＦＧ）または左右の窓ガラスに適用され得る。
前述した実施例に説明された特徴、構造、効果などは本発明の少なくとも一つの実施例に含まれ、必ずしも一つの実施例にのみ限定されるものではない。さらに、各実施例において例示された特徴、構造、効果などは実施例が属する分野の通常の知識を有する者によって他の実施例に対しても組合せまたは、変形して実施可能である。したがって、このような組合せと変形に関係した内容は、本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。
また、以上で実施例を中心に説明したが、これは単なる例示に過ぎず、本発明を限定するものではなく、本発明が属する分野の通常の知識を有した者であれば本実施例の本質的な特性を逸脱しない範囲で、以上で例示されていない多様な変形と応用が可能であることが分かるだろう。例えば、実施例に具体的に示された各構成要素は、変形して実施することができるものである。そして、このような変形と応用に関係した差異点は、添付した請求範囲で規定する本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。

Claims (10)

  1. 第１基板と、
    前記第１基板上に配置される第１電極と、
    前記第１基板上に配置される第２基板と、
    前記第２基板下に配置される第２電極と、
    前記第１電極と前記第２電極との間に配置される光変換部と、を含み、
    前記光変換部は、隔壁部及び収容部を含み、
    前記収容部は、分散液及び前記分散液内に分散される光変換粒子を含み、
    前記収容部は、電圧の印加の有無に応じて公開モード、プライバシーモードに駆動され、
    前記公開モードは、初期正電圧を印加するステップ及び維持正電圧を印加するステップを含み、
    前記プライバシーモードは、負電圧を印加するステップを含み、
    前記初期正電圧を印加するステップ、前記維持正電圧を印加するステップ、及び前記負電圧を印加するステップは、順に進行され、
    前記初期正電圧の大きさは、前記維持正電圧の大きさよりも大きい、光経路制御部材。
  2. 前記初期正電圧の印加時間によって達する光透過率は、前記維持正電圧を印加したときの最大光透過率と同一または異なる、請求項１に記載の光経路制御部材。
  3. 前記第１初期正電圧の印加時間は、前記初期正電圧による光透過率が前記維持正電圧の最大光透過率に対して７０％～１３０％の光透過率になるまでの時間である、請求項２に記載の光経路制御部材。
  4. 前記維持正電圧の大きさは、ターゲット透過率によって変化する、請求項１に記載の光経路制御部材。
  5. 前記維持正電圧の大きさは、前記初期正電圧の大きさに対して５％～９０％である、請求項１に記載の光経路制御部材。
  6. 前記維持正電圧は、前記維持正電圧の最大光透過率が前記初期正電圧の最大光透過率の７０％以上である光透過率を有する電圧大きさを有する、請求項１に記載の光経路制御部材。
  7. 前記維持正電圧は、第１維持正電圧及び第２維持正電圧を含み、
    前記第１維持正電圧の大きさは、前記初期正電圧の大きさよりも小さく、
    前記第２維持正電圧の大きさは、前記第１維持正電圧の大きさよりも小さい、請求項１に記載の光経路制御部材。
  8. 前記維持正電圧は、第１維持正電圧及び第２維持正電圧を含み、
    前記第１維持正電圧の大きさは、前記初期正電圧の大きさよりも小さく、
    前記第２維持正電圧の大きさは、前記第１維持正電圧の大きさよりも大きい、請求項１に記載の光経路制御部材。
  9. 前記プライバシーモードは、前記負電圧を印加するステップの後に休止電圧を印加するステップをさらに含む、請求項１に記載の光経路制御部材。
  10. 表示パネル及びタッチパネルのうち少なくとも一つのパネルを含むパネルと、
    前記パネル上または下に配置される請求項１～９のいずれか一項の光経路制御部材と、を含む、ディスプレイ装置。
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