KR101900372B1 - 표시장치 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

표시장치 및 이의 제조방법이 제공된다. 표시장치는, 제1 기판, 상기 제1 기판의 상부에 형성되어 제1 위상의 빛을 투과시키는 제1 편광판, 상기 제1 편광판의 상부에 형성되며 일면에 제1 전극이 형성되고 상기 제1 기판과 대향하는 제2 기판, 상기 제1 전극과 대향하며 전계를 형성하는 제2 전극이 형성되고 상기 제2 기판과 대향하는 제3 기판, 및 상기 제2 기판과 제3 기판의 사이에 개재되어 상기 복수의 화소에 대응되는 영역 각각에서의 빛의 투과 및 차단을 선택적으로 제어하는 배리어층을 포함한다.

Description

표시장치 및 이의 제조방법{DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 표시장치 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 선택에 따라 2차원 영상과 3차원 영상을 표시할 수 있는 박형의 표시장치 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
표시 장치는 다양한 방식으로 광을 방출하여 영상을 표시한다. 표시 장치가 광을 방출하는 방식은 표시 장치의 종류를 구분하는 기준이 되기도 한다. 각 광 방출 방식에 대해 방출되는 광의 휘도를 효과적으로 제어하고, 표시 품질을 향상시키기 위한 다양한 연구가 경쟁적으로 이루어지고 있다.
최근 들어, 광 휘도 제어와는 별도로, 광 경로 제어를 통해 3차원 영상을 구현하는 입체 영상 표시장치에 대한 연구가 각광을 받고 있다. 좌안 영상을 관찰자의 좌안에, 우안 영상은 관찰자의 우안에 제공하면, 관찰자가 이를 입체로 인식할 수 있다는 것을 기본 원리로 하고 있다. 안경 방식에 해당하는 편광방식, 시분할 방식이나, 우안경 방식에 해당하는 패럴랙스-배리어방식, 렌티큘러(lenticular) 또는 마이크로 렌즈방식 및 블린킹 라이트(blinking light) 방식 등이 주로 연구되고 있다.
스테레오 이미지(stereo image)를 이용하여 가상으로 3차원 영상을 구현하는 방식인 패럴랙스 배리어(parallax barrier)는 좌/우 두 눈에 해당하는 영상 앞에 세로 혹은 가로 형태의 슬릿을 둠으로써, 상기 슬릿을 통해 합성된 입체영상을 분리 관측하게 하여 입체감을 느끼게 되는 방식이다.
한편, 3차원 영상만을 장시간 시청하면 어지러움을 느낄 수 있으며, 시청자가 3차원 영상 콘텐츠 뿐만 아니라 2차원 영상 콘텐츠를 시청하길 원하는 경우도 있기 때문에, 사용자의 선택에 따라 2차원 영상과 3차원 영상을 모두 표시할 수 있는 스위처블 디스플레이 장치(switchable display device)의 요구가 증대되고 있다.
패럴랙스 배리어 방식의 3차원 입체영상 구현방식은 기존의 액정 또는 유기발광패널의 상부에 복수의 편광판 및 복수의 기판으로 구성된 스위칭 모듈이 적층되기 때문에, 기존의 2차원 영상 디스플레이 장치에 비해 두께가 증가되며, 고가의 편광판이 다수 사용되기 때문에 생산 비용을 절감하는데 한계가 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 2차원 영상 및 3차원 영상을 표시할 수 있되, 필요한 기판 및 편광판의 수를 감소시킬 수 있는 구조를 가지는 표시장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치는, 제1 기판, 상기 제1 기판의 상부에 형성되어 제1 위상의 빛을 투과시키는 제1 편광판, 상기 제1 편광판의 상부에 형성되며 일면에 제1 전극이 형성되고 상기 제1 기판과 대향하는 제2 기판, 상기 제1 전극과 대향하며 전계를 형성하는 제2 전극이 형성되고 상기 제2 기판과 대향하는 제3 기판, 및 상기 제2 기판과 제3 기판의 사이에 개재되어 상기 복수의 화소에 대응되는 영역 각각에서의 빛의 투과 및 차단을 선택적으로 제어하는 배리어층을 포함한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시장치는, 제1 기판, 상기 제1 기판의 상부에 형성되며 일면에 제1 전극이 형성되고 상기 제1 기판과 대향하는 제2 기판, 상기 제1 전극과 대향하며 전계를 형성하는 제2 전극이 형성되고 상기 제2 기판과 대향하는 제3 기판, 상기 제2 기판과 제3 기판의 사이에 개재되어 상기 복수의 화소에 대응되는 영역 각각에서의 빛의 투과 및 차단을 선택적으로 제어하는 배리어층, 및 상기 제3 기판의 상부에 형성되어 상기 배리어층을 통과한 빛 중 제1 위상을 가지는 빛을 투과시키는 제1 편광판을 포함하되, 상기 배리어층은, 상기 전계에 의해 무색 또는 검은색으로 변색되는 전기변색소자를 포함한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 제조방법은, 제1 기판을 제공하는 단계, 상기 제1 기판에 화소전극을 포함하는 복수의 화소를 형성하는 단계, 상기 제1 기판과 대향하는 제2 기판을 제공하고, 상기 제1 기판과 제2 기판의 일면을 합지하는 단계, 상기 제2 기판의 타면에 제1 전극을 형성하는 단계, 상기 제2 기판과 대향하고 일면에 상기 제1 전극과 대향하는 제2 전극이 형성된 제3 기판을 제공하는 단계, 상기 제2 기판과 제3 기판 사이에 배리어층을 제공하는 단계, 상기 제2 기판의 타면과 제3 기판의 일면을 합지하는 단계를 포함하되, 상기 배리어층은, 상기 전계에 의해 무색 또는 검은색으로 변색되는 전기변색소자를 포함한다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.
즉, 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치에 의하면, 2차원 영상을 표시하기 위한 제1 모드와 3차원 영상을 표시하기 위한 제2 모드 간에 스위칭이 가능하여, 3차원 영상과 2차원 영상을 모두 표시할 수 있다.
또한, 배리어층의 상하부에 구비된 복수의 기판 및 편광판 중 일부 구성을 생략함으로써 두께를 감소시키되 기존과 동일한 2차원 및 3차원 영상 표시 기능을 수행할 수 있는 표시장치를 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1의 디스플레이 패널(DP)의 예시적인 구성을 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 1의 디스플레이 패널(DP)의 다른 예시적인 구성을 나타내는 단면도이다.
도 4a는 도 1의 스위칭 패널(SP)이 제1 모드인 경우의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 4b는 도 1의 스위칭 패널(SP)이 제2 모드인 경우의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 5는 도 1의 스위칭 패널(SP)의 예시적인 구성을 나타내는 단면도이다.
도 6은 도 1의 스위칭 패널(SP)의 다른 예시적인 구성을 나타내는 단면도이다.
도 7은 도 6의 배리어층(250)의 광투과 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 8a 내지 도 8d는 도 7의 배리어층(250)의 예시적인 영역 배치를 나타내는 평면도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시장치의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 10은 도 9의 표시장치의 상세구성을 나타내는 단면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 제조방법을 나타내는 순서도이다.
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.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층"위(on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 구성을 나타내는 단면도이다. 도 1을 참조하면, 표시장치는 디스플레이 패널(DP)과 스위칭 패널(SP)을 포함한다.
디스플레이 패널(DP)은 화상을 구현하기 위해 각 픽셀별로 소정의 빛을 발생시켜서 스위칭 패널(SP)로 제공한다. 스위칭 패널(SP)은 우안용 픽셀과 좌안용 픽셀로부터 발생된 빛을 선택적으로 투과 또는 차단함으로써 관찰자에게 가상 3차원 입체 영상을 인식하도록 할 수 있다. 후술하는 바와 같이, 스위칭 패널(SP)의 배리어층(250)은 빛을 차단하는 배리어(250a)와 빛을 투과시키는 슬릿(250b)을 포함할 수 있으며, 배리어(250a)와 슬릿(250b)은 소정 간격으로 배치될 수 있고, 교대로 배치될 수도 있다. 또한, 디스플레이 패널(DP)에 형성된 화소와 대응되는 간격으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 하나의 화소에 대응되는 위치에 하나의 배리어(250a)와 하나의 슬릿(250b)이 형성될 수 있으며, 하나의 화소에 대응되는 폭에 복수의 배리어(250a) 및 복수의 슬릿(250b)이 제공될 수도 있다. 반대로 복수의 화소에 대응되는 폭에 하나의 배리어(250a)와 하나의 슬릿(250b)이 형성될 수도 있다. 이와 같은 배리어(250a)와 슬릿(250b) 및 화소의 배치 관계는 표시할 영상에 따라 달라질 수 있다.
스위칭 패널(SP)은 제1 모드(SP_1) 또는 제2 모드(SP_2)로 가변되어 2차원 영상을 위해 모든 광을 투과시키거나 3차원 영상을 위해 광을 선택적으로 투과 및 차단시킬 수 있다. 이는, 스위칭 패널(SP) 배리어층(250)은 인가되는 전압에 의해 형성되는 전계로 인해 배리어(250a)와 슬릿(250b)의 구성이 달라지는 데에서 기인할 수 있다. 예를 들어, 전계가 인가되지 않을 경우, 배리어층(250)은 배리어(250a)가 형성되지 않고 슬릿(250b)으로만 구성되어 스위칭 패널(SP)이 모든 광을 투과시키는 제1 모드(SP_1)로 설정될 수 있다. 전계가 인가될 경우, 배리어층(250)은 부분적으로 배리어(250a)가 형성됨으로써 스위칭 패널(SP)이 선택적으로 광을 투과시키는 제2 모드(SP_2)로 설정될 수 있다.
디스플레이 패널(DP)은 제1 기판(100), 제1 편광판(150), 제2 기판(200)을 포함할 수 있으며, 스위칭 패널(SP)은 배리어층(250) 및 제3 기판(300)을 포함할 수 있다. 즉, 스위칭 패널(SP)은 1개의 기판 만으로 이루어질 수 있다. 몇몇 실시예에서, 디스플레이 패널(DP)과 스위칭 패널(SP)은 제2 기판(200)을 공유하여, 필요한 기판의 개수를 감축시킬 수 있다. 이와 같은 구성으로 인해, 전체적으로 두께가 얇으면서도 기존과 동일한 2차원 및 3차원 영상 표시 기능을 수행할 수 있는 표시장치를 제공할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 디스플레이 패널(DP)은 OLED(Organic Light Emitting Diode), LED, 무기 EL(Electro Luminescent display), FED(Field Emission Display), SED(surface-conduction electron-emitter display), PDP(Plasma Display Panel), CRT(Cathode Ray Tube) 등과 같은 자발광 표시 패널일 수 있다.
다른 몇몇 실시예에서, 디스플레이 패널(DP)은 LCD(Liquid Crystal Display), 전기영동 표시 장치(Electrophoretic Display, EPD) 등과 같은 비발광 표시 패널일 수 있다. 디스플레이 패널(DP)이 비발광 표시 패널인 경우, 디스플레이 패널(DP)의 배면에는 백라이트 어셈블리와 같은 광원을 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 표시장치는, 제1 기판(100), 상기 제1 기판(100)의 상부에 형성되어 제1 위상의 빛을 투과시키는 제1 편광판(150), 상기 제1 편광판(150)의 상부에 형성되며 일면에 제1 전극(210)이 형성되고 상기 제1 기판(100)과 대향하는 제2 기판(200), 상기 제1 전극(210)과 대향하며 전계를 형성하는 제2 전극(290)이 형성되고 상기 제2 기판(200)과 대향하는 제3 기판(300), 및 상기 제2 기판(200)과 제3 기판(300)의 사이에 개재되어 상기 복수의 화소에서 출사한 빛의 투과 및 차단을 선택적으로 제어하는 배리어층(250)을 포함할 수 있다.
제1 내지 제3 기판(100, 200, 300)은 SiO2를 주성분으로 하는 투명한 유리 재질이나 투명한 플라스틱으로 형성될 수 있다. 상기 플라스틱 재료로는 폴리에테르술폰(PES, polyethersulphone), 폴리아크릴레이트(PAR, polyacrylate), 폴리에테르 이미드(PEI, polyetherimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN, polyethyelenen napthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이드(PET, polyethyeleneterepthalate), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide: PPS), 폴리아릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(polyimide), 폴리카보네이트(PC), 셀룰로오스 트리 아세테이트(TAC), 셀룰로오스아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate: CAP) 또는 이들의 조합을 들 수 수 있다.
제1 기판(100)의 일면에는 복수의 화소가 형성될 수 있다. 각 화소에는 하나 이상의 박막 트랜지스터 및/또는 하나 이상의 캐패시터가 배치될 수 있다. 제1 기판(100)의 일면 또는 양면에 형성되는 구성요소들은 디스플레이 패널(DP)의 종류에 따라 상이할 수 있으며, 도 2 및 도 3을 참조하여 상세히 후술한다.
제1 편광판(150)은 제1 기판(100)의 상부에 형성되어 제1 위상을 가지는 빛을 선택적으로 투과시킨다. 예를 들어, S 편광인 빛만을 선택적으로 투과시키고, P 편광인 빛은 차단하거나 반사할 수 있다. 제1 편광판(150)이 디스플레이 패널(DP)과 스위칭 패널(SP) 사이에 배치되기 때문에, 디스플레이 패널(DP)에 포함된 각 화소에서 출사한 빛 중 소정의 위상을 가지는 빛만을 선택적으로 스위칭 패널(SP)에 공급할 수 있다.
제2 기판(200)은 제1 편광판(150)의 상부에 위치하며, 제1 기판(100)과 함께 디스플레이 패널(DP)을 구성한다. 제1 편광판(150)은 제2 기판(200)의 일면에 부착될 수 있다. 후술하는 바와 같이 제2 기판(200)의 타면에는 스위칭 패널(SP)에 전계를 형성하기 위한 제1 전극(210)(도 5 참조)이 형성될 수 있다.
배리어층(250)은 제2 기판(200)의 상부에 위치한다. 배리어층(250)은 빛을 통과시키는 슬릿(250b)과 빛을 차단하는 배리어(250a)가 형성되어 있기 때문에, 제1 기판(100) 상에 형성된 복수의 화소에서 출사한 빛의 투과 및 차단을 선택적으로 제어할 수 있다. 배리어층(250)에 의해 우안에 입사되는 빛과 좌안에 입사되는 빛이 제어됨으로써 시차 정보가 형성되고, 이로 인해 관찰자는 3차원 입체영상을 감상할 수 있다.
제2 기판(200)에 형성된 전극과 제3 기판(300)에 형성된 전극에 의해 형성된 전계에 반응하여 배리어층(250)의 배리어(250a) 및 슬릿(250b)의 구성과 배열이 달라질 수 있고, 이로 인해 스위칭 패널(SP)은 제1 모드 또는 제2 모드로 변환됨으로써, 2차원 영상과 3차원 영상을 선택적으로 표시할 수 있다.
제3 기판(300)은 배리어층(250)의 상부에 위치하며, 배리어층(250)에 의해 우안 또는 좌안 입사광을 투과시킬 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제2 기판(200)은 제3 기판(300)과 함께 스위칭 패널(SP)을 이룰 수도 있다.
도 2는 도 1의 디스플레이 패널(DP)의 예시적인 구성을 나타내는 단면도이다. 앞서 설명한 바와 같이, 디스플레이 패널(DP)은 도 2의 유기발광표시(OLED) 패널일 수 있다.
도 2를 참조하면, 디스플레이 패널(DP)의 하부에는 제1 기판(100)이 제공된다. 제1 기판(100)은 앞서 설명한 바와 같이, SiO2를 주성분으로 하는 투명한 유리 재질로 이루어질 수 있으며, 투명한 플라스틱 또는 절연성 유기물을 포함할 수 있다.
도시하지는 않았으나, 제1 기판(100)의 상부에는 기판의 평활성과 불순물의 침투를 차단하기 위한 버퍼층, 박막 트랜지스터 및 또는 캐패시터를 구성할 수 있는 반도체층, 게이트 전극, 소스/드레인 전극과 같은 일반적인 유기발광표시장치를 구성하는 구성요소가 형성될 수 있으며, 복수의 게이트 절연막, 층간절연막이 적층될 수 있다. 이들 구성요소는 하나 이상의 박막 트랜지스터 및 하나 이상의 캐패시터를 구성할 수 있다.
제1 기판(100)의 상부에는 박막 트랜지스터의 드레인 전극과 연결되어 구동전압을 인가받는 화소전극(102)이 형성될 수 있다. 배면발광 방식의 유기발광표시장치의 경우, 화소전극(102)은 ITO (Indium Tin Oxide) 또는 IZO (Indium Zinc Oxide)와 같은 투명 도전성 물질일 수 있으나, 전면발광형 유기발광표시장치의 경우에는 반드시 이와 같은 투명 도전성 물질일 필요는 없다.
화소전극(102) 상에는 유기층(104)이 형성될 수 있다. 본 실시예에 따른 유기층(104)은 정공주입층(HIL; Hole Injecting Layer), 정공수송층(HTL; Hole Transporting Layer), 발광층(EML; Emitting Layer), 전자수송층(ETL; Electron Transporting Layer) 및 전자주입층(EIL; Electron Injecting Layer)이 순서대로 적층되어 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 하나 이상의 대체 구성이 추가 또는 제외될 수도 있다.
정공주입층에서 주입된 정공(hole)과 전자주입층에서 주입된 전자(electron)가 발광층에서 결합하여 빛을 발생시킬 수 있다.
캐소드 전극(106)은 유기층(104)의 상부에 형성되며, 하부의 화소전극(102)과 함께 전계를 형성하여 유기층(104)에서 광이 출사되도록 한다. 본 실시예에 따른 유기발광표시 패널(DP)을 구성하는 캐소드 전극(106)은 광을 투과시키는 재질로 형성될 수 있다. 캐소드 전극(106)에는 공통전압이 인가될 수 있다.
도시하지는 않았으나, 몇몇 실시예에서 캐소드 전극(106)의 상부에는 추가적인 구성이 예를 들어 유기 캡핑막과 같은 구성이 추가될 수도 있다.
도 3은 도 1의 디스플레이 패널(DP)의 다른 예시적인 구성을 나타내는 단면도이다. 앞서 설명한 바와 같이, 디스플레이 패널(DP)은 도 3의 액정표시(LCD) 패널일 수 있다.
도 3을 참조하면, 디스플레이 패널(DP)은 제1 기판(100)의 하부에 복수의 광원을 포함하는 백라이트 어셈블리(50)를 포함할 수 있다. 백라이트 어셈블리(50)는 복수의 광원 이외에도 반사판, 도광판 및 하나 이상의 광학시트를 포함할 수 있다. 백라이트 어셈블리(50)와 제1 기판(100)의 사이에는 제2 편광판(70)이 제공될 수 있으며, 제1 기판(100)과 제2 기판(200)의 사이에는 액정층(80)이 제공될 수 있다.
도시하지는 않았으나 제1 기판(100) 상에는 복수의 화소가 형성될 수 있으며, 각 화소에는 복수의 전극, 반도체층 또는 절연막을 포함하여 구성되는 하나 이상의 박막 트랜지스터 및 캐패시터가 형성될 수 있다. 이로 인해, 각 화소 영역의 상부에 위치하는 액정층(80)의 액정 구동을 제어할 수 있으며, 빛의 위상을 변경시킬 수 있다. 위상이 변경된 빛은 상부의 제1 편광판(150)을 투과하거나 차단되어 소정의 위상을 가지는 빛만이 선택적으로 스위칭 패널(SP)에 입사될 수 있다.
제2 편광판(70)은 백라이트 어셈블리(50)로부터 발생된 빛 중 소정의 위상을 가지는 빛만을 투과시켜서 액정층(80)으로 입사되도록 한다.
제2 편광판(70)은 소정의 방향으로 연신된 시트일 수 있으며, 폴리 비닐 알코올(PVA) 재질로 제작될 수 있다. 제2 편광판(70)이 폴리 비닐 알코올(PVA)로 제조되는 경우, 투과되지 못한 빛은 흡수될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 소정의 위상을 가지는 빛을 흡수하지 않고 반사하여 재투과율을 높힘으로써 전체적인 휘도를 증가시키기 위해, 제2 편광판(70)은 콜레스테릭 액정을 포함하여 구성될 수도 있다.
몇몇 실시예에서, 제1 편광판(150) 및/또는 제3 편광판(400)은 제2 편광판(70)과 동일한 재질로 제작될 수 있다.
액정층(80)으로 입사된 광은 동일한 위상을 가질 수 있으며, 액정입자의 틸트각도에 따라서 액정입사를 통과한 후 위상이 변화되어 일부의 빛은 제1 편광판(150)에 의해 차단되고, 일부의 빛은 제1 편광판(150)을 투과할 수 있다.
액정입자를 구동시키는 전계를 형성하는 전극은 제1 기판(100) 및/또는 제2 기판(200)에 형성될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 각 화소의 박막 트랜지스터에 의해 화소전극(102)에 인가되는 전압이 제어됨으로써 각 화소별로 화상을 제어할 수 있다.
도 4a는 도 1의 스위칭 패널(SP)이 제1 모드(SP_1)인 경우의 구성을 나타내는 단면도이고, 도 4b는 도 1의 스위칭 패널(SP)이 제2 모드(SP_2)인 경우의 구성을 나타내는 단면도이다.
앞서 설명한 디스플레이 패널(DP)로부터 발생한 빛 또는 디스플레이 패널(DP)을 투과한 빛은 제2 기판(200)을 통과하여 스위칭 패널(SP)에 입사된다. 스위칭 패널(SP)은 제3 기판(300) 및 상부에 위치하는 배리어층(250)으로 구성될 수 있으며, 앞서 설명한 바와 같이 몇몇 실시예에서 스위칭 패널(SP)은 제2 기판(200), 제3 기판(300) 및 이들 사이에 위치하는 배리어층(250)으로 구성될 수도 있다.
배리어층(250)은 배리어(250a) 및 슬릿(250b)의 배열이 달라질 수 있으며, 이로 인해 광을 투과시키거나 선택적으로 광을 차단함으로써 관찰자에게 2차원 영상 또는 3차원 영상을 제공할 수 있다. 배리어(250a) 및 슬릿(250b)의 배열은 예컨대, 배리어층(250)에 인가되는 전계를 조절하는 것에 의해 변경될 수 있다. 구체적인 방법에 대해서는 도 5 및 도 6을 참조하여 후술하기로 한다.
도 4a 및 도 4b를 참고하여 배리어층(250)에 의해 2차원 영상 및 3차원 입체영상을 구현하는 예시적인 방법을 설명한다. 도 4a를 참조하면, 제1 모드(SP_1)의 경우 배리어층(250)의 배리어(250a) 없이 슬릿(250b) 만이 형성되어 있기 때문에, 모든 빛을 통과시킬 수 있다. 이러한 경우, 좌안(LE)과 우안(RE)에 시차없는 동일한 이미지가 도달하므로 관찰자에게 2차원 영상이 인지될 수 있다.
반면, 도 4b를 참고하면, 제2 모드(SP_1)는 배리어층(250)의 배리어(250a) 및 슬릿(250b)이 교대로 배열된 모드이다. 백라이트 어셈블리(50)에서 발산된 빛 중에서 예를 들어 관찰자의 좌안(LE)을 향하는 빛은 디스플레이 패널(DP)의 좌안용 픽셀을 통과한 후 배리어층(250)의 슬릿(250b)을 통과하여 관찰자의 좌안(LE)에 도달한다. 그러나 백라이트 어셈블리(50)에서 발산된 빛 중에서 디스플레이 패널(DP)의 좌안용 픽셀을 통과하였다고 하여도, 관찰자의 우안(RE)으로 향하는 빛은 배리어(250a)에 의해 차단되어 관찰자에게 전달되지 못하게 된다. 동일한 방법으로, 백라이트 어셈블리(50)에서 발산된 빛 중 일부는 관찰자의 우안용 픽셀을 통과한 후 배리어층(250)의 슬릿(250b)을 통과하여 관찰자의 우안(RE)에 도달하며, 디스플레이 패널(DP)의 우안용 픽셀을 통과한 후 관찰자의 좌안(LE)을 향하는 빛은 배리어(250a)에 의해 차단되게 된다.
이와 같은 결과로, 좌안용 픽셀을 통과한 빛은 관찰자의 좌안(LE)에만 전달되며, 우안용 픽셀을 통과한 빛은 관찰자의 우안(RE)에만 전달되어 관찰자의 좌안(LE)과 우안(RE)이 서로 다른 영상을 인식할 수 있게 된다. 이로 인해, 관찰자인 인간이 충분히 감지할 수 있을 정도로 좌안(LE)에 도달하는 빛과 우안(RE)에 도달하는 빛 사이에는 시차 정보가 형성되고, 이로 인해서 관찰자는 3차원 입체영상을 감상할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 배리어층(250)의 배리어(250a)는 광의 위상을 지연시키거나 변화시킨 후 빛의 진행방향 전방에 구비된 편광판에서 위상이 변화된 빛을 차단하는 방식일 수도 있고, 액정층이 물리적인 렌즈를 구성하여 빛을 굴절시킴으로써 좌안 또는 우안으로 입사되도록 제어하는 방식일 수도 있다.
이와 같이, 본 실시예에 따른 배리어층(250)은 스위칭 패널이 제1 모드(SP_1)인 경우의 구성과 제2 모드(SP_2)인 경우의 구성이 달라지기 때문에, 각 모드에 따라서 2차원 또는 3차원 영상을 표시할 수 있다.
이어서, 도 5 및 도 6을 참조하여 스위칭 패널(SP)의 보다 구체적인 구성에 대해 설명한다. 도 5는 도 1의 스위칭 패널(SP)의 예시적인 구성을 나타내는 단면도이다. 도 5는 배리어층으로 액정 배리어층을 적용한 경우를 예시한다.
도 5를 참조하면, 스위칭 패널(SP)은 제2 기판(200), 제1 전극(210), 복수의 액정입자를 포함하는 액정 배리어층(2501), 제2 전극(290), 제3 기판(300)을 포함할 수 있다. 더 나아가, 제3 기판 상에는 위상에 따라 빛을 차단하기 위한 제3 편광판(350)을 더 포함할 수 있다.
제1 전극(210)과 제2 전극(290)은 각각 투명한 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ZO(Zinc Oxide), IO(Indium Tin), TiO(Titanium Oxide) 등과 같은 산화물로 이루어질 수 있다. 또 다른 예로, CNT(Carbon Nanotube), 금속 나노와이어(metal nanowire), 전도성 고분자(Conductive Polymer) 등의 물질을 포함할 수 있다. 제1 전극(210)과 제2 전극(290)이 반드시 동일한 물질로 이루어질 필요는 없다.
도 5에서, 제1 전극(210)과 제2 전극(290)이 전면 전극으로 구비된 예를 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 전극(210) 및/또는 제2 전극(290)이 화소에 따라 패터닝 되어 물리적으로 분할될 수 있으며, 서로 다른 전압이 인가되도록 구성될 수도 있다. 서로 다른 전압이 인가될 경우, 전계가 구획별로 다르게 형성되어 액정입자의 틸트 각도가 서로 상이할 수 있으며, 이에 따라 빛의 투과도가 달라질 수도 있다. 이와 같은 구성으로 인해, 액정 배리어층(2501)에 포함된 액정입자 자체가 물리적인 렌즈 예를 들어 오목렌즈 또는 볼록렌즈의 역할을 수행할 수도 있다.
액정 배리어층(2501)은 입사된 광의 경로나 위상 등의 광 특성을 적어도 부분적으로 변조한다. 몇몇 실시예에서, 액정 배리어층(2501)의 광 특성 변조는 모드에 따라 상이할 수 있다. 예를 들어, 스위칭 패널(SP)이 제1 모드(SP_1)인 경우, 액정 배리어층(2501)은 광 특성을 변조시키지 않지만, 제2 모드(SP_2)에서 액정 배리어층(2501)은 광 특성을 변조시킬 수 있다. 모드별로 광 변조 특성을 다르게 변조하면 디스플레이 패널(DP)에서 출사되는 화상을 모드별로 다르게 변조할 수 있고, 그에 따라 액정 배리어층(2501)을 통해 출사되는 화상을 모드별로 다르게 제어할 수 있다. 이와 같은 액정 배리어층(2501)의 모드별 선택적 광변조 특성은 전술한 바와 같이, 2D/3D 스위칭이 가능한 디스플레이를 구현할 수 있게 한다.
더욱 구체적으로 설명하면, 제2 기판(200)의 일면에 형성된 제1 전극(210)은 제1 전압을 인가받고, 제3 기판(300)의 일면에 형성된 제2 전극(290)은 제2 전압을 인가받는다. 따라서, 제1 전극(210)의 상면과 제2 전극(290)의 하면 사이에는 제1 전압과 제2 전압의 차에 상응하는 소정의 전계가 형성될 수 있다. 액정 배리어층(2501)에 포함된 액정입자는 제1 전극(210)과 제2 전극(290)이 형성한 전계에 의해 빛의 위상을 변화시킬 수 있다. 액정 배리어층(2501)에 포함된 액정입자를 통과한 빛은 위상에 따라 상부의 제3 편광판(350)을 투과하거나 차단되기 때문에, 제1 전극(210), 제2 전극(290), 액정입자를 포함하는 액정 배리어층(2501) 및 제3 편광판(350)의 조합에 의해 물리적인 배리어 및/또는 슬릿 기능과 동일한 기능을 수행할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 액정 배리어층(2501)은 액정층 이외에 유전층을 포함함으로써 액정 렌즈를 구성할 수도 있다.
이어서, 스위칭 패널(SP)의 다른 구성에 대해 설명한다. 도 6은 도 1의 스위칭 패널(SP)의 다른 예시적인 구성을 나타내는 단면도이다.
도 6을 참조하면, 스위칭 패널(SP)은 제2 기판(200), 제1 전극(210), 전기변색소자를 포함하는 변색 배리어층(2502), 제2 전극(290), 제3 기판(300)을 포함할 수 있다. 이 경우, 변색 배리어층(2502)에 포함된 전기변색소자는 전계에 의해 빛의 위상을 변화시키는 것이 아니라 빛을 물리적으로 차단하기 때문에, 변색 배리어층(2502) 또는 제3 기판(300)의 상부에 구비되는 위상에 따라 빛을 차단하기 위한 제3 편광판(350)이 생략될 수도 있다.
전기변색(electrochromic)소자는 전기 화학적 산화 및 환원 반응에 의해 재료의 광 특성이 가역적으로 변화할 수 있다. 즉, 전기변색소자는 전기장이 인가되지 않는 경우 색을 표시하지 않다가 전기장이 인가되면 색을 표시할 수 있으며, 또는 이와 반대로 전기장이 인가되지 않는 경우 색을 표시하다가 전기장이 인가되면 색이 소멸되는 특성을 가질 수도 있다.
변색 배리어층(2502)의 전기변색물질로는 제1 전극(210) 및 제2 전극(290)에 의해 형성된 전계에 의해 무색 또는 검은색으로 변색되는 물질이면 제한없이 사용될 수 있다. 적용가능한 전기변색물질의 예로는 비올로겐(viologen) 기를 포함하는 화합물, 기능기를 포함하는 고분자 화합물을 들 수 있다. 여기서, 상기 기능기는 퍼플루오로싸이클로부탄, 하이드록시기, 아미노기, 알킬 아미노기, 아릴 아미노기, 헤테로아릴 아미노기, 시아노기, 알킬기, 시클로알킬기, 알콕시기, 아릴기, 아릴 알킬기, 헤테로아릴기 및 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
예를 들어, 변색 배리어층(2502)을 구성하는 복수의 영역 중 전계가 형성된 영역에 위치하는 전기변색소자는 무색에서 검은색으로 변색되어 빛을 차단할 수 있으며, 전계가 형성되지 않은 영역에 위치하는 전기변색소자는 무색을 유지함으로써 빛을 투과시킬 수 있다. 즉, 변색 배리어층(2502)은 제1 영역(2502_1) 및 제2 영역(2502_2)을 포함할 수 있으며, 제1 및 제2 영역(2502_1, 2502_2)은 매트릭스 형태로 교대로 배열될 수 있으며, 제1 전극(210)과 제2 전극(290)은 상기 제1 영역 또는 제2 영역에 대응되는 위치에만 형성되어, 해당 영역에 위치하는 전기변색소자만을 선택적으로 변색시켜서 슬릿과 배리어에 대응되는 구성을 형성할 수 있다. 즉, 제1 영역이 검은색으로 변색되는 경우 배리어를 이루어 소정의 빛을 차단할 수 있으며, 제2 영역은 투명한 무색으로 유지되어 빛을 투과시킬 수 있다.
변색 배리어층(2502)은 전계에 의해 무색으로 변색되는 제1 변색소자와, 전계에 의해 검은색으로 변하는 제2 변색소자가 혼합될 수 있다. 또한, 변색 배리어층(2502)은 물리적으로 영역이 구획될 수도 있으며, 상기 구획된 영역에 제1 변색소자와 제2 변색소자가 교대로 배열될 수도 있다.
도 6에서 제1 전극(210)은 제1 영역(2502_1)에 따라 패터닝되고, 제2 전극(290)은 패터닝 되지 않은 형태인 예를 도시한다. 제1 전극(210)은 물리적으로 분리된 복수의 전극으로 구성될 수 있으며 각각의 전극에는 서로 다른 전압이 인가될 수도 있다. 예를 들어, 제1 영역(2502_1)에 대응되는 위치에 있는 제1 전극(210)에는 제1 전압이 인가될 수 있으며, 제2 영역(2502_2)에 대응되는 위치에 있는 제2 전극(210)에는 제2 전압이 인가될 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 제1 전극(210)은 패터닝되지 않고 전체적으로 동일한 전압이 인가될 수도 있으며, 제2 전극(290)이 패터닝되어 제1 및 제2 영역(2502_1, 2502_2)에 대응되는 위치에 서로 다른 전압이 인가될 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 제1 전극(210)과 제2 전극(290)이 모두 패터닝될 수도 있다.
도 7은 도 6의 변색 배리어층(2502)의 광투과 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 7을 참조하면, 전기변색소자를 포함하는 변색 배리어층(2502)은 패터닝된 제1 및 제2 전극(210, 290)에 대응되는 제1 영역(2502_1)과 제2 영역(2502_2)으로 구획될 수 있다.
제1 전극(210) 및 제2 전극(290) 사이의 제1 영역(2502_1)에 전계가 형성되며, 제2 영역(2502_2)에는 전계가 형성되지 않을 수 있다.
변색 배리어층(2502)을 이루는 전기변색소자가 투명 상태로 존재하다가 전계가 인가될 경우 검은색으로 변색되는 경우, 제1 영역(2502_1)은 빛을 투과시키지 않는 배리어(250a) 기능을 수행하며, 제2 영역(2502_2)은 빛을 투과시키는 슬릿(250b) 기능을 수행하게 된다.
따라서, 예를 들어 도 7에 도시된 바와 같이 디스플레이 패널(DP)로부터 좌안용 빛이 제공될 경우 제1 영역(2502_1)을 지나서 좌안(LE)으로 입사되는 빛은 차단시키고 제2 영역(2502_2)을 지나서 우안(RE)으로 입사되는 빛은 투과시켜서 영상에 시차를 형성할 수 있다.
도 8a 내지 도 8d를 참조하여, 배리어층(250)의 배리어(250a)와 슬릿(250b)의 구체적인 배열에 대해 설명한다. 도 8a 내지 도 8d는 도 7의 배리어층(250)의 예시적인 영역 배치를 나타내는 평면도이다.
도 8a는 광을 차단하는 배리어(250a)와 광을 투과시키는 슬릿(250b)이 세로 스트라이프 형태로 수평 방향으로 배열된 스트라이프(stripe) 형상을 도시한다.
도 8b는 광을 차단하는 배리어(250a)와 광을 투과시키는 슬릿(250b)이 서로 번갈아서 배열되는 매트릭스 형상을 도시한다.
도 8c는 광을 차단하는 배리어(250a)와 광을 투과시키는 슬릿(250b)이 기울어진 스트라이프가 수평 방향으로 배열된 경사 스트라이프(slanted stripe) 형상을 도시한다.
도 8d는 광을 차단하는 배리어(250a)와 광을 투과시키는 슬릿(250b)이 배열된 핀 홀(pin hole) 형상을 도시한다.
도 8a 내지 도 8d에 도시된 배리어층(250)의 영역 배열은 예시적이며, 이외 3차원 입체영상을 구현하기 위한 슬릿 및 배리어의 배열에 따라 제1 전극(210) 및 제2 전극(290)을 적절히 패터닝하여 배리어(250a)과 슬릿(250b)의 배열을 달리할 수도 있다.
이하, 도 9 및 도 10을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시장치에 대해 설명한다. 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시장치의 구성을 나타내는 단면도이고, 도 10은 도 9의 표시장치의 상세구성을 나타내는 단면도이다.
도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 표시장치는 디스플레이 패널(DP)과 스위칭 패널(SP)을 포함할 수 있다.
디스플레이 패널(DP)은 화상을 구현하기 위해 각 픽셀별로 소정의 빛을 발생시키며, 스위칭 패널(SP)은 우안용 픽셀과 좌안용 픽셀로부터 발생된 빛을 선택적으로 투과 또는 차단함으로써 관찰자에게 가상 3차원 입체 영상을 구현하도록 할 수 있다. 전술한 바와 같이, 스위칭 패널(SP)은 제1 모드 또는 제2 모드로 가변되어 2차원 영상을 위해 모든 광을 투과시키거나 3차원 영상을 위해 광을 선택적으로 투과 및 차단시킬 수 있다.
디스플레이 패널(DP)은 제1 기판(100) 및 제2 기판(200)을 포함할 수 있으며, 스위칭 패널(SP)은 배리어층(250), 제3 기판(300) 및 제1 편광판(400)을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 디스플레이 패널(DP)과 스위칭 패널(SP)은 제2 기판(200)을 공유하여, 필요한 기판의 개수를 감축시킬 수 있다. 이로 인해, 두께가 얇으면서도 기존과 동일한 2차원 및 3차원 영상 표시 기능을 수행할 수 있는 표시장치를 제공할 수 있다.
본 실시예는, 이전 실시예와 달리, 제1 편광판(400)이 제2 기판(200)의 하부에 형성되는 것이 아니라, 제3 기판(300)의 상부에 형성되는 점에서 상이하다.
즉, 본 실시예에 따른 표시장치는, 제1 기판(100), 상기 제1 기판(100)의 상부에 형성되며 일면에 제1 전극(210)이 형성되고 상기 제1 기판(100)과 대향하는 제2 기판(200), 상기 제1 전극(210)과 대향하며 전계를 형성하는 제2 전극(290)이 형성되고 상기 제2 기판(200)과 대향하는 제3 기판(300), 상기 제2 기판(200)과 제3 기판(300)의 사이에 개재되어 상기 복수의 화소에서 출사한 빛의 투과 및 차단을 선택적으로 제어하는 배리어층(250), 및 상기 제3 기판(300)의 상부에 형성되어 상기 배리어층(250)을 통과한 빛 중 제1 위상을 가지는 빛을 투과시키는 제1 편광판(400)을 포함하되, 상기 배리어층(250)은, 상기 전계에 의해 무색 또는 검은색으로 변색되는 전기변색소자를 포함한다.
도 10을 참조하면, 본 실시예의 디스플레이 패널(DP)의 일 예로 액정표시(LCD) 패널이 사용되었으며, 디스플레이 패널(DP)의 배면에는 복수의 광원, 반사판을 포함하는 백라이트 어셈블리(50)를 포함할 수 있으며, 백라이트 어셈블리(50)와 제1 기판(100)의 사이에는 제2 편광판(70)을 포함할 수 있다. 디스플레이 패널(DP)에 의해 제공된 빛은 스위칭 패널(SP)로 입사된다. 디스플레이 패널(DP)의 상세 구조는 이전 실시예에서 설명하였으므로 중복 설명은 생략한다.
스위칭 패널(SP)은 제1 전극(210) 및 제2 전극(290)에 의해 전계가 형성되며, 변색 배리어층(2502)을 이루는 전기변색소자를 포함한다. 앞선 실시예에서 설명한 바와 같이, 제1 전극(210) 및/또는 제2 전극(290)은 패터닝되어, 각각 제2 기판(200) 및 제3 기판(300)의 일부에만 형성될 수 있다. 또한, 전극이 형성된 영역에만 전계가 형성되어 변색 배리어층(2502)은 광을 차단하는 제1 영역(2502_1) 및 광을 투과시키는 제2 영역(2502_2)으로 구획될 수도 있다.
제3 기판(300)의 상부에는 제1 편광판(400)에 위치할 수 있다. 본 실시예에 따른 스위칭 패널(SP)은 빛의 위상을 변화시키는 액정입자를 포함하지 않기 때문에 스위칭 패널(SP)로 입사되는 빛의 위상과 이를 통과한 빛의 위상이 그대로 유지될 수 있다. 따라서, 기존의 실시예에서와 달리 제1 편광판(400)은, 스위칭 패널(SP)에 입사되는 모든 광을 미리 위상에 따라 차단 또는 투과하는 것이 아니라, 스위칭 패널(SP)에 입사된 후 변색 배리어층(2502)의 제2 영역(2502_2)에 의해 투과된 빛 중에서 위상에 따라 차단 또는 투과하여 원하는 화상을 구현할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 디스플레이 패널(DP)은 유기발광표시(OLED) 패널이며, 이러한 경우 스위칭 패널(SP)의 제3 기판(300) 상부에 위치하는 제1 편광판(400)은 생략될 수도 있다.
제1 편광판(400)은 디스플레이 패널(DP)이 액정표시(LCD) 패널일 경우 액정층에 위해 위상이 변한 빛을 차단함으로써 각 화소별로 화상을 구현하게 하는 기능을 수행하는 반면, 디스플레이 패널(DP)이 유기발광표시(OLED) 패널일 경우 자체적으로 빛을 발광 또는 비발광하기 때문에, 위상에 따른 광 차단을 위한 제1 편광판(400)의 구성이 생략될 수 있다.
그외 나머지 구성은 이전 실시예에 따른 표시장치와 동일하므로 중복설명은 생략한다.
이어서, 도 11을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 제조방법에 대해 설명한다. 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 제조방법을 나타내는 순서도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치는, 제1 기판을 제공하는 단계(S110), 상기 제1 기판에 화소전극을 포함하는 복수의 화소를 형성하는 단계(S120), 상기 제1 기판과 대향하는 제2 기판을 제공하고, 상기 제1 기판과 제2 기판의 일면을 합지하는 단계(S130), 상기 제2 기판의 타면에 제1 전극을 형성하는 단계(S140), 상기 제2 기판과 대향하고 일면에 상기 제1 전극과 대향하는 제2 전극이 형성된 제3 기판을 제공하는 단계(S150), 상기 제2 기판과 제3 기판 사이에 배리어층을 제공하는 단계(S160), 상기 제2 기판의 타면과 제3 기판의 일면을 합지하는 단계(S170)를 포함하되, 상기 배리어층은, 상기 전계에 의해 무색 또는 검은색으로 변색되는 전기변색소자를 포함한다.
먼저, 제1 기판을 제공한다(S110). 앞서 설명한 바와 같이, 제1 기판은 SiO2를 주성분으로 하는 투명한 유리 재질로 이루어질 수 있으며, 투명한 플라스틱으로 형성될 수도 있다.
이어서, 상기 제1 기판에 화소전극을 포함하는 복수의 화소를 형성한다(S120). 제1 기판 및 제2 기판은 디스플레이 패널을 이루며, 제1 기판 상에는 디스플레이 패널을 구성하기 위한 복수의 구성이 형성될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 패널이 유기발광표시(OLED) 패널인 경우에는 제1 기판 상에 버퍼층, 제1 반도체층, 게이트 절연막, 게이트 전극, 층간절연막, 소스/드레인 전극 및 화소정의막이 순차적으로 적층되어 구성될 수 있다.
반면, 디스플레이 패널이 액정표시(LCD) 패널인 경우에는 제1 기판의 하부에 복수의 광원, 반사판 및 편광판이 제공될 수 있으며, 제1 기판 상에는 하나 이상의 박막 트랜지스터 및/또는 캐패시터가 형성될 수 있으며, 제1 기판과 제2 기판의 사이에는 액정층이 형성될 수 있다.
이어서, 상기 제1 기판과 대향하는 제2 기판을 제공하고, 상기 제1 기판과 제2 기판의 일면을 합지한다(S130). 본 실시예에 따른 표시장치의 제조방법에 따르면 복수의 기판이 서로 합지되어 적층되는데, 먼저 디스플레이 패널을 이루는 제1 기판과 제2 기판을 먼저 합지한다.
이어서, 상기 제2 기판의 타면에 제1 전극을 형성하고(S140), 상기 제2 기판과 대향하고 일면에 제2 전극이 형성된 제3 기판을 제공한다(S150). 제2 기판의 타면은 제1 기판과 대향하지 않는 반대측 면을 의미할 수 있다. 제1 전극과 제2 전극이 전계를 형성하여 배리어층의 각 영역의 광투과도, 위상변화 또는 굴절율을 제어할 수 있다.
이어서, 상기 제2 기판과 제3 기판 사이에 배리어층을 제공한다(S160). 배리어층은 전계에 의해 무색 또는 검은색으로 변색되는 전기변색소자를 포함할 수 있다.
배리어층을 구성하는 복수의 영역 중 전계가 형성된 영역에 위치하는 전기변색소자는 무색에서 검은색으로 변색되어 빛을 차단할 수 있으며, 전계가 형성되지 않은 영역에 위치하는 전기변색소자는 무색을 유지함으로써 빛을 투과시킬 수 있다.
배리어층을 이루는 전기변색물질은 예를 들어 비올로겐(viologen) 기를 포함하는 화합물 등일 수 있으며, 기능기를 포함하는 고분자 화합물일 수 있다. 기능기는 퍼플루오로싸이클로부탄, 하이드록시기, 아미노기, 알킬 아미노기, 아릴 아미노기, 헤테로아릴 아미노기, 시아노기, 알킬기, 시클로알킬기, 알콕시기, 아릴기, 아릴 알킬기, 헤테로아릴기 및 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
배리어층은 전계에 의해 무색으로 변색되는 제1 변색소자와, 전계에 의해 검은색으로 변하는 제2 변색소자가 혼합될 수 있다. 또한, 배리어층은 물리적으로 영역이 구획될 수도 있으며, 상기 구획된 영역에 제1 변색소자와 제2 변색소자가 교대로 배열될 수도 있다.
배리어층을 제공하는 단계(S160)는, 전기변색소자를 포함하는 조성물을 준비하는 단계와, 제2 기판의 상부에 조성물을 도포하는 단계를 포함할 수 있다.
이어서, 상기 제2 기판의 타면과 제3 기판의 일면을 합지한다(S170). 즉, 제2 기판의 타면에 형성된 제1 전극과 제3 기판의 일면에 형성된 제2 전극이 서로 대향하도록 정렬한 후 기판을 서로 합지하여, 제1 내지 제3 기판이 순차적으로 합지될 수 있다.
상기 배리어층은 제1 영역 및 제2 영역을 포함할 수 있으며, 상기 제1 및 제2 영역은 매트릭스 형태로 교대로 배열되고, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 상기 제1 영역에 대응되는 위치에만 형성되어, 상기 배리어층의 상기 제1 영역의 상기 전기변색소자를 선택적으로 변색시킬 수 있다.
이때, 제1 영역이 검은색으로 변색될 경우, 제1 영역은 빛을 차단하는 배리어 기능을 수행하며, 제2 영역은 빛을 투과하는 슬릿 기능을 수행할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
DP: 디스플레이 패널 SP: 스위칭 패널
100: 제1 기판 150, 400: 제1 편광판
200: 제2 기판 250: 배리어층
2501: 액정 배리어층 2502: 변색 배리어층
300: 제3 기판

Claims (22)

  1. 일면에 복수의 화소가 형성되는 제1 기판;
    상기 제1 기판의 상부에 형성되며 일면에 제1 전극이 형성되고, 타면에 제1 편광판이 형성되며, 상기 제1 기판과 대향하는 제2 기판;
    상기 제1 전극과 대향하며 전계를 형성하는 제2 전극이 형성되고 상기 제2 기판과 대향하는 제3 기판;
    상기 제2 기판과 제3 기판의 사이에 개재되어 상기 복수의 화소에 대응되는 영역 각각에서의 빛의 투과 및 차단을 선택적으로 제어하는 배리어층; 및
    상기 제3 기판의 상부에 형성되어 상기 배리어층을 통과한 빛 중 제1 위상을 가지는 빛을 투과시키는 제2 편광판을 포함하되,
    상기 배리어층은,
    상기 전계에 의해 무색 또는 검은색으로 변색되는 전기변색소자를 포함하는 표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 기판과 제2 기판 사이에 제공되는 제1 액정층을 포함하고,
    상기 제1 기판의 하부에는 광원으로부터 입사된 빛 중 제2 위상을 가지는 빛을 투과시키는 제3 편광판을 더 포함하는 표시장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 기판과 제2 기판 사이에는 유기발광층을 포함하는 표시장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 배리어층은,
    상기 전계에 의해 무색으로 변색되는 제1 변색소자, 및
    상기 전계에 의해 검은색으로 변색되는 제2 변색소자를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 변색소자는 매트릭스 형태로 교대로 배열되는 표시장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 배리어층은 제1 영역 및 제2 영역을 포함하고, 상기 제1 및 제2 영역은 매트릭스 형태로 교대로 배열되고,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 상기 제1 영역에 대응되는 위치에만 형성되어, 상기 배리어층의 상기 제1 영역의 상기 전기변색소자를 선택적으로 변색시키는 표시장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 영역은 검은색으로 변색되는 표시장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전기변색소자는,
    기능기를 포함하는 고분자 화합물을 포함하며,
    상기 기능기는 퍼플루오로싸이클로부탄, 하이드록시기, 아미노기, 알킬 아미노기, 아릴 아미노기, 헤테로아릴 아미노기, 시아노기, 알킬기, 시클로알킬기, 알콕시기, 아릴기, 아릴 알킬기, 헤테로아릴기 및 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하는 표시장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 배리어층은,
    입사된 광을 투과시키는 제1 모드, 및
    입사된 광의 일부를 차단하는 제2 모드로 제어되는 표시장치.
  9. 일면에 복수의 화소가 형성되는 제1 기판;
    일면에 제1 전극이 형성되고, 타면에 제1 편광판이 형성되며, 상기 제1 기판과 대향하는 제2 기판;
    상기 제1 전극과 대향하며 전계를 형성하는 제2 전극이 형성되고 상기 제2 기판과 대향하는 제3 기판;
    상기 제2 기판과 제3 기판의 사이에 개재되어 상기 복수의 화소에서 출사한 빛의 투과 및 차단을 선택적으로 제어하는 배리어층; 및
    상기 제3 기판 상부에 형성되며, 상기 배리어층을 통과한 빛 중 제1 위상을 갖는 빛을 투과시키는 제2 편광판을 포함하는 표시장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 기판과 제2 기판 사이에 제공되는 제1 액정층을 포함하고,
    상기 제1 기판의 하부에는 광원으로부터 입사된 빛 중 제2 위상을 가지는 빛을 투과시키는 제3 편광판을 더 포함하는 표시장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제1 기판과 제2 기판 사이에는 유기발광층을 포함하는 표시장치.
  12. 삭제
  13. 제9항에 있어서,
    상기 제1 편광판은 상기 제2 기판의 타면과 일체로 부착되는 표시장치.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 배리어층은,
    상기 전계에 의해 구동하는 제2 액정층을 포함하는 표시장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 편광판은 상기 제1 기판을 통과한 빛 중 제2 위상을 갖는 빛을 투과시키는 표시장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 배리어층은,
    상기 제2 액정층 상에 형성되는 유전층을 더 포함하는 표시장치.
  17. 제9항에 있어서,
    상기 배리어층은,
    상기 전계에 의해 무색 또는 검은색으로 변색되는 전기변색소자를 포함하는 표시장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 전기변색소자는,
    기능기를 포함하는 고분자 화합물을 포함하며,
    상기 기능기는 퍼플루오로싸이클로부탄, 하이드록시기, 아미노기, 알킬 아미노기, 아릴 아미노기, 헤테로아릴 아미노기, 시아노기, 알킬기, 시클로알킬기, 알콕시기, 아릴기, 아릴 알킬기, 헤테로아릴기 및 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하는 표시장치.
  19. 제9항에 있어서,
    상기 배리어층은,
    입사된 광을 투과시키는 제1 모드, 및
    입사된 광의 일부를 차단하는 제2 모드로 제어되는 표시장치.
  20. 제1 기판을 제공하는 단계;
    상기 제1 기판에 화소전극을 포함하는 복수의 화소를 형성하는 단계;
    상기 제1 기판과 일면에 제1 편광판이 형성된 제2 기판을 합지하는 단계;
    상기 제2 기판의 타면에 제1 전극을 형성하는 단계;
    상기 제2 기판과 대향하고 일면에 상기 제1 전극과 대향하는 제2 전극이 형성된 제3 기판을 제공하는 단계;
    상기 제2 기판과 제3 기판 사이에 배리어층을 제공하는 단계;
    상기 제2 기판의 타면과 제3 기판의 일면을 합지하는 단계를 포함하되,
    상기 배리어층은,
    상기 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 인가된 전계에 의해 무색 또는 검은색으로 변색되는 전기변색소자를 포함하는 표시장치의 제조방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 배리어층은 제1 영역 및 제2 영역을 포함하고, 상기 제1 및 제2 영역은 매트릭스 형태로 교대로 배열되고,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 상기 제1 영역에 대응되는 위치에만 형성되어, 상기 배리어층의 상기 제1 영역의 상기 전기변색소자를 선택적으로 변색시키는 표시장치의 제조방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 제1 영역은 검은색으로 변색되는 표시장치의 제조방법.
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