KR102119066B1 - 액정 디스플레이장치 및 그 구동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정 디스플레이 장치 및 그의 구동방법에 관한 것으로서, 전자 라벨, 전자종이, 명함, 플렉서블 디스플레이 스크린 등 영역에 광범위하게 사용할 수 있다. 액정 디스플레이장치는 상부기판과 하부기판, 상기 상부기판과 상기 하부기판 사이에 설치되는 하나 또는 복수 층의 캡슐화 액정층을 포함하며, 상기 캡슐화 액정층은 두 종류의 상이한 액정 마이크로캡슐을 균일하게 혼합하고, 고저전압과 고저온도를 결합한 구동방법을 결합함으로써, 본 발명에 의해 고명암비, 반복 작성이 가능한 컬러 디스플레이 효과를 구현할 수 있다.

Description

액정 디스플레이장치 및 그 구동방법 {LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND DRIVING METHOD THEREOF}
본 발명은 디스플레이 기술영역에 관한 것이며, 특히 액정 디스플레이장치 및 그 구동방법에 관한 것이다.
쌍안정성 전자종이 기술은 주로 입자 이동식 전자종이 기술과 쌍안정성 액정 디스플레이 기술의 두 가지 종류를 포함한다. 입자 이동식 전자종이 기술은 주로 마이크로캡슐 전기영동 디스플레이 기술을 사용하나, 마이크로캡슐 내의 입자 이동 속도가 느려 마이크로캡슐 전기영동 디스플레이 기술에 따른 전자종이의 페이지 전환속도에 영항을 미친다. 액정분자는 마이크로캡슐 내의 입자보다 작아 전기장의 작용에 의해 빠르게 이동할 수 있으므로, 쌍안정성 액정 마이크로캡슐을 개발하는 것은 쌍안정성 전자종이 기술을 발전시키는 중요한 방향이다.
종래에는, 양산되는 전자종이 디스플레이 패널 모듈은 주로 단색인 흑백으로 디스플레이하고, 컬러 숫자 내용은 풀컬러로 디스플레이 해야 하므로, 컬러 디스플레이가 미래의 전자종이 개발에 있어서 중요한 과제였다. 플렉서블 디스플레이에 의한 앞으로의 발전 추세에서, 컬러 플렉서블 전자종이 디스플레이장치를 개발하는 것은 디스플레이 분야에서 직면하고 있는 과제이다.
전통적인 스멕틱 상(smectic phase) 액정 디스플레이장치는 컬러 디스플레이 효과를 달성하기 위해, 통상적으로 2층 또는 3층의 액정층으로 구성되어 있는데, 예를 들어 발명특허 CN101644845A에서 개시한 디스플레이장치는 3종류의 액정층으로 구성되어 있으며, 각층 구조에 첨가한 2색성 염료는 각각 상이하고, 3층 구조가 서로 겹쳐져 백색 반사판에 배치되어 여러 종류의 색상의 디스플레이를 구현하였다. 해당 발명특허의 기술은 공정이 복잡하고, 복수층 구조로 인해 입사광에 대한 손실이 크고, 컬러 디스플레이 효과가 떨어지며, 플렉서블 디스플레이를 구현할 수 없다.
종래의 기술의 상기 또는 기타 문제를 해결하기 위해, 본 발명은 액정 디스플레이장치 및 그의 구동방법을 제공하며, 상기 액정 디스플레이장치는 두 종류의 상이한 마이크로캡슐을 혼합하고, 두 종류의 마이크로캡슐의 구동전압과 온도의 차이 특성을 이용하며, 고저전압과 고저온도를 결합한 구동방법을 사용하여 고 명암비(contrast), 반복 작성이 가능한 컬러 디스플레이 효과를 구현하도록 한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 액정 디스플레이장치는: 상부기판과 하부기판, 상기 상부기판과 상기 하부기판 사이에 설치되는 하나 또는 복수 층의 캡슐화 액정층 및 상기 상부기판과 상기 하부기판의 상기 액정층과 인접하는 일측에 설치되는 제1투명전극과 제2투명전극을 포함하며, 상기 제1, 2투명전극은 대향 배치되어 디스플레이 영역을 형성하며, 상기 캡슐화 액정층은 균일하게 분포되는 제1액정 마이크로캡슐과 제2액정 마이크로캡슐을 포함하되, 상기 제1액정 마이크로캡슐은 스멕틱상(smectic phase) 액정, 전도성 물질과 제1염료를 포함하는 제1액정재료를 포함하고, 상기 제2액정 마이크로캡슐은 스멕틱상 액정, 네마틱상(nematic phase) 액정 및 전도성 물질과 제2염료를 포함하는 제2액정재료를 포함한다.
스멕틱상 액정에 소량의 네마틱상 액정을 첨가하면 스멕틱상 액정의 점도를 낮출 수 있으므로, 제2액정재료의 투명 상태로 도포된 투명점 온도가 제1액정재료의 투명점 온도보다 낮으며, 제2액정재료의 미스트(mist) 상태로 도포된 전압 값이 제1액정재료의 미스트 상태로 도포된 전압보다 낮다.
또한, 상기 제1염료는 하나 또는 여러 종류의 2색성 염료를 포함하고, 상기 제2염료는 하나 또는 여러 종류의 2색성 염료를 포함하며, 상기 제1염료와 상기 제2염료는 색상이 상이하다.
또한, 상기 전도성 물질은 전기전도특성을 가지는 무기 나노입자, 탄소나노튜브, 그래핀, 탄산나트륨, 브롬화 헥사데실트리에틸암모늄(Hexadecyl triethyl ammonium Bromide), 요오드화 에틸 트리페닐포스포늄(Ethyl triphenylphosphonium iodide), 요오드화(페로세닐메틸)트리메틸암모늄((Ferrocenylmethyl)trimethylammonium Iodide), 1, 2-디메틸-3-부틸이미다졸륨 헥사플루오로포스페이트(1,2-Dimethyl-3-Butylimidazolium Hexafluorophosphate), p-톨루엔술폰산 테트라에틸암모늄(Tetraethylammonium p-Toluenesulfonate), 요오드화 페닐트리에틸암모늄(Phenyltriethylammonium Iodide), 1-옥틸-3-메틸이미다졸륨 헥사플루오로포스페이트(1-octyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate), 비스(테트라-n-부틸암모늄)비스(1,3-디티올-2-티온4,5-디티올라토)팔라듐(II) (Bis(tetra-n-butylammonium) bis(1,3-dithiole-2-thione-4,5-dithiolato)-palladium), 테트라-N-부틸포스포늄 비스(1,3-디티올-2-티온-4,5-디티올라토)니켈(III) (Tetra-N-Butylphosphonium Bis(1,3-Dithiole-2-Thione-4,5-Dithiolato)Nickel (III)), 비스(테트라부틸암모늄)비스(1,3-디티올-2-티온-4,5-디티올라토)아연 착염(Bis(Tetra-N-Butylammonium) Bis (1,3-Dithiole-2-Thione-4,5-Dithiolato)Zinc complex), 비스(테트라-N-부틸암모늄) 테트라시아노디페노퀴노디메타나이드(Bis (Tetra-N-Butylammonium) Tetracynodiphenquinodimethanide), 브롬화 테트라부틸암모늄(Tetrabutyl ammonium bromide), 헥사데실-과염소산염 암모늄(hexadecyl-ammonium perchlorate), 브롬화 헥사데실-테트라 암모늄(hexadecyl-Tetra ammonium bromide), 1-부틸-3-메틸이미다졸륨 테트라클로로페레이트(1-Butyl-3-Methylimidazolium Tetrachloroferrate), 요오드화 메틸트리페닐포스포늄(Methyltriphenylphosphonium iodide) 또는 요오드화 테트라페닐포스포늄(Tetraphenylphosphonium iodide)중에서 임의의 하나 이상을 혼합한 것이다.
또한, 상기 제1액정재료는 상기 스멕틱상 액정에 0.001-10중량%의 상기 전도성 물질 및 0.01-10중량%의 상기 제1염료를 추가한 것을 포함한다.
또한, 상기 제2액정재료는 상기 스멕틱상 액정에 1-20중량%의 상기 네마틱상 액정, 0.001-10중량%의 상기 전도성 물질 및 0.01-10중량%의 상기 제2염료를 추가한 것을 포함한다.
또한, 상기 캡슐화 액정층은 겔재료를 더 포함하며, 겔재료는 UV접착제, 동물 접착제, 식물 접착제, 미생물 접착제, 폴리비닐 알코올 및 그의 조합을 포함한다.
또한, 상기 하부기판의 일측 또는 타측에 설치되는 반사판을 더 포함하며, 상기 반사판 재료의 색상은 상기 제1염료의 색상, 상기 제2염료의 색상 및 상기 제1, 2염료를 혼합한 후의 색상과 다르다.
바람직하게, 상기 상부기판과 하부기판의 재료는 투명하고 유연한 플라스틱 박막 또는 유리이다.
다른 실시방식에 의하면, 상기 상부기판의 재료는 투명하고 유연한 플라스틱 박막 또는 유리이고, 상기 하부기판은 유연한 반사재료이며, 상기 반사재료의 색상은 제1염료의 색상, 제2염료의 색상 및 제1, 2염료를 혼합한 후의 색상과 상이하다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면 상기 액정 디스플레이 장치의 구동방법을 제공하였으며, 이는 제1전압, 제1온도, 제2전압 및 제2온도를 순차적으로 인가하는 단계를 포함하되, 상기 제1, 2전압은 상기 제1, 2투명 전극 사이에 인가하고, 상기 제1, 2온도는 가열방식을 통해 상기 디스플레이 영역의 전체 또는 일부에 인가된다.
또한, 제1전압을 인가하고, 제1온도를 인가하지 않고, 제2전압을 인가하고, 제2온도를 인가하여 제1색상의 디스플레이 영역을 형성한다.
또한, 제1전압을 인가하고, 제1온도를 인가하고, 제2전압을 인가하고, 제2온도를 인가하지 않아 제2색상의 디스플레이 영역을 형성한다.
또한, 제1전압을 인가하고, 제1온도를 인가하지 않고, 제2전압를 인가하고, 제2온도를 인가하지 않아 제3색상의 디스플레이 영역을 형성한다.
또한, 제1전압을 인가하고, 제1온도를 인가하고, 제2전압을 인가하고, 제2온도를 인가하여 제4색상의 디스플레이 영역을 형성한다.
제1, 2, 3 및 4색상의 디스플레이 영역에서, 모두 제1마이크로캡슐과 제2마이크로캡슐을 포함하고, 두 종류의 마이크로캡슐이 여기에 균일하게 분포된다. 상이한 구동방식을 통해 상이한 구역의 마이크로캡슐 내의 액정재료의 배열을 변경시켜 상이한 컬러의 디스플레이를 구현하도록 한다.
본 발명은 종래의 기술에 비해, 본 발명의 액정 디스플레이 장치가 상, 하부기판을 통해 하나 또는 복수 층의 캡슐화 액정층을 사이에 두고, 상기 캡슐화 액정층에 두 종류의 상이한 액정 마이크로캡슐이 분포되어 고저전압과 고저온도를 결합한 구동방법을 결합하여, 다중 안정상태의 컬러 디스플레이 효과를 구현할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 상기와 기타 목적, 특징과 장점을 더욱 명확하게 하기 위해, 아래에서는 바람직한 실시예와 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 디스플레이장치의 단면구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 제1전압을 인가하여 제1액정 마이크로캡슐과 제2액정 마이크로캡슐이 모두 미스트 상태가 되도록 하는 것을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 제2온도를 인가하여 제1액정 마이크로캡슐이 미스트 상태가 되고, 제2액정 마이크로캡슐이 투명 상태가 되도록 하는 것을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 제1전압을 인가하여 제1액정 마이크로캡슐과 제2액정 마이크로캡슐이 모두 미스트 상태가 되도록 하는 것을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 제1온도를 인가하여 제1액정 마이크로캡슐과 제2액정 마이크로캡슐이 모두 투명 상태가 되도록 하는 것을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 제2전압을 인가하여 제1액정 마이크로캡슐이 투명 상태를 유지하고, 제2액정 마이크로캡슐이 미스트 상태가 되도록 하는 것을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 제1전압을 인가하여 제1액정 마이크로캡슐과 제2액정 마이크로캡슐이 모두 미스트 상태가 되도록 하는 것을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 제1전압을 인가하여 제1액정 마이크로캡슐과 제2액정 마이크로캡슐이 모두 미스트 상태가 되도록 하는 것을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 제1온도를 인가하여 제1액정 마이크로캡슐과 제2액정 마이크로캡슐이 모두 투명 상태가 되도록 하는 것을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 제2전압을 인가하여 제1액정 마이크로캡슐이 투명 상태를 유지하고, 제2액정 마이크로캡슐이 미스트 상태가 되도록 하는 것을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명에 따른 제2온도를 인가하여 제1액정 마이크로캡슐이 투명 상태를 유지하고, 제2액정 마이크로캡슐이 투명 상태가 되도록 하는 것을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명에 따른 제1액정 마이크로캡슐이 오렌지 색상을 나타내고, 제2액정 마이크로캡슐이 백색광을 반사하는 것을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명에 따른 제1액정 마이크로캡슐이 나타내는 오렌지 색상과 제2액정 마이크로캡슐이 나타내는 청색으로 합성된 검정색을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명에 따른 제1액정 마이크로캡슐이 백색광을 반사하고 제2액정 마이크로캡슐이 청색을 나타내는 것을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 15는 본 발명에 따른 제1액정 마이크로캡슐과 제2액정 마이크로캡슐이 모두 백색광을 반사하는 것을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 16은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치의 단면구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
이하의 진술에 있어서, 설명을 위해 다수의 구체적인 부분을 제시하여 본 발명에 대한 전면적인 이해를 돕고자 한다. 하지만, 본 발명은 이러한 구체적인 부분을 포함하지 않도록 구현할 수 있다. 기타 상황에서, 공지된 구조와 설비는 본 발명의 요지를 흐리게 하는 것을 방지하기 위해 블록 형식으로 도시하였다.
본 발명은 액정 디스플레이 장치를 제공하며, 이는 상부기판과 하부기판; 상기 상부기판과 상기 하부기판 사이에 설치되는 하나 또는 복수 층의 캡슐화 액정층; 및 상기 상부기판과 상기 하부기판의 상기 액정층에 인접하는 일측에 설치되는 제1투명전극과 제2투명전극을 포함하며, 상기 제1, 2투명전극은 표면전극이고, 이들은 대면 배치되어 디스플레이 영역을 형성한다. 상기 캡슐화 액정층은 제1액정 마이크로캡슐과 제2액정 마이크로캡슐을 포함하고, 상기 제1, 2액정 마이크로캡슐을 일정한 비율로 균일하게 혼합한다.
상기 제1액정 마이크로캡슐은 스멕틱상 액정에 전도성 물질을 첨가한 제1액정재료를 포함한다.
상기 제2액정 마이크로캡슐은 스멕틱상 액정에 소량의 네마틱상 액정을 첨가한 후 전도성 물질을 첨가한 제2액정재료를 포함한다.
상기 제1액정재료에 하나 또는 여러 종류의 2색성 염료를 포함하는 제1염료를 첨가하며; 바람직하게 상기 제1염료는 제1액정재료 총 중량의 0.001-10%를 차지한다. 상기 제2액정재료에 하나 또는 여러 종류의 2색성 염료를 포함하는 제2염료를 첨가하며; 바람직하게 상기 제2염료는 제2액정재료의 총 중량의 0.001-10%를 차지한다. 상기 제1염료의 색상은 상기 제2염료의 색상과 상이하다.
상기 전도성 물질은 전기전도특성을 가지는 무기 나노입자, 탄소나노튜브, 그래핀, 탄산나트륨, 브롬화 헥사데실트리에틸암모늄(Hexadecyl triethyl ammonium Bromide), 요오드화 에틸 트리페닐포스포늄(Ethyl triphenylphosphonium iodide), 요오드화(페로세닐메틸)트리메틸암모늄((Ferrocenylmethyl)trimethylammonium Iodide), 1, 2-디메틸-3-부틸이미다졸륨 헥사플루오로포스페이트(1,2-Dimethyl-3-Butylimidazolium Hexafluorophosphate), p-톨루엔술폰산 테트라에틸암모늄(Tetraethylammonium p-Toluenesulfonate), 요오드화 페닐트리에틸암모늄(Phenyltriethylammonium Iodide), 1-옥틸-3-메틸이미다졸륨 헥사플루오로포스페이트(1-octyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate), 비스(테트라-n-부틸암모늄)비스(1,3-디티올-2-티온4,5-디티올라토)팔라듐(II) (Bis(tetra-n-butylammonium) bis(1,3-dithiole-2-thione-4,5-dithiolato)-palladium), 테트라-N-부틸포스포늄 비스(1,3-디티올-2-티온-4,5-디티올라토)니켈(III) (Tetra-N-Butylphosphonium Bis(1,3-Dithiole-2-Thione-4,5-Dithiolato)Nickel (III)), 비스(테트라부틸암모늄)비스(1,3-디티올-2-티온-4,5-디티올라토)아연 착염(Bis(Tetra-N-Butylammonium) Bis (1,3-Dithiole-2-Thione-4,5-Dithiolato)Zinc complex)), 비스(테트라-N-부틸암모늄) 테트라시아노디페노퀴노디메타나이드(Bis(Tetra-N-Butylammonium) Tetracynodiphenquinodimethanide), 브롬화 테트라부틸암모늄(Tetrabutylammonium bromide), 헥사데실-과염소산염 암모늄(hexadecyl-ammonium perchlorate, 브롬화 헥사데실-테트라 암모늄 (hexadecyl-Tetra ammonium bromide), 1-부틸-3-메틸이미다졸륨 테트라클로로페레이트(1-Butyl-3-Methylimidazolium Tetrachloroferrate), 요오드화 메틸트리페닐포스포늄(Methyltriphenylphosphonium iodide) 또는 요오드화 테트라페닐포스포늄(Tetraphenylphosphonium iodide)중에서 임의의 하나 이상을 혼합한 것이다.
상기 캡슐화 액정층은 겔재료를 더 포함하며, 겔재료는 UV접착제, 동물 접착제, 식물 접착제, 미생물 접착제, 폴리비닐 알코올 및 그의 조합을 포함한다.
상기 백플레인(backplane)은 반사재료이며, 해당 반사재료의 색상은 제1염료의 색상, 제2염료의 색상과 제1염료와 제2염료를 혼합한 후의 색상과 상이하며, 바람직하게는 상기 백플레인은 백색의 반사판을 선택하여 사용할 수 있고, 상기 반사판은 상기 하부기판의 외측에 설치되거나 상기 하부기판의 내측에 설치될 수 있도록 선택할 수 있다.
상기 상부기판과 하부기판의 재료는 투명하고 유연한 플라스틱 박막 또는 유리이다.
개선된 실시예로서, 본 발명은 상기 백플레인을 설치하지 않도록 선택할 수 있으며, 상기 상부기판의 재료는 투명하고 유연한 플라스틱 박막 또는 유리이고, 상기 하부기판은 유연한 반사재료를 직접적으로 사용하되, 상기 반사재료의 색상은 제1염료의 색상, 제2염료의 색상 및 제1, 2염료를 혼합한 후의 색상과 상이하다.
본 발명에서 제공한 액정 디스플레이 장치는 반사형 마이크로캡슐 구조에 의한 디스플레이장치이며, 고명암비 컬러 플렉서블의 디스플레이를 구현할 수 있어 전자 라벨, 명함, 플렉서블 디스플레이 스크린 등 영역에 광범위하게 사용할 수 있는 장점이 있다.
상기 액정 디스플레이장치의 구동방법은 제1전압, 제1온도, 제2전압 및 제2온도를 순차적으로 인가한다. 여기에서, 상기 제1, 2전압은 상기 제1, 2투명전극 사이에 인가하고, 상기 제1, 2온도는 가열방식을 통해 상기 디스플레이 영역의 전체 또는 부분에 인가하고, 상이한 온도와 전압을 결합하여 제1 내지 4 색상의 컬러 플렉서블 디스플레이를 구현할 수 있다.
제1색상의 디스플레이 영역에 대응되는 구동방법은 순차적으로 제1전압을 인가하고, 제1온도는 인가하지 않고, 제2전압을 인가하고, 제2온도를 인가한다.
상기 제1전압이 상기 액정 디스플레이장치의 상기 제1, 2투명전극 사이에 인가된 후, 액정재료에 전도성 물질이 첨가되어 있으므로, 전도성 물질이 전기장의 작용으로 회동하여 스멕틱상 액정분자의 토션을 가속화시키고, 이에 따라 2색성 염료분자도 뒤섞여 배치되며, 스멕틱상 액정분자의 복굴절성에 의해 입사광이 입사 후 강렬한 난반사가 발생하여 일정 주파수대의 광선이 2색성 염료분자에 의해 흡수되고, 난반사한 광선이 2색성 염료분자의 색상을 나타내어 전체적으로 어떠한 색상을 나타낸다. 상기 제2전압이 상기 액정 디스플레이장치의 상기 제1, 2투명전극 사이에 인가된 후, 제2액정 마이크로캡슐 내의 액정재료에 전도성 물질이 첨가되어 있으므로, 전도성 물질이 전기장의 작용으로 회동하여 제2액정 마이크로캡슐 내의 스멕틱상 액정분자의 토션을 가속화시키고, 이에 따라 2색성 염료분자도 뒤섞여 배치된다. 제1액정재료가 미스트 상태로 도포된 제1전압이 제2액정재료가 미스트 상태로 도포된 제2전압보다 높으므로, 이 때의 제1액정 마이크로캡슐의 미스트 상태는 계속 유지된다.
상기 제2온도가 상기 제1색상의 디스플레이 영역에 인가된 후, 제1액정재료가 투명 상태로 도포된 제1온도가 제2액정재료가 투명 상태로 도포된 제2온도보다 높으므로, 상기 제2온도는 제2액정재료 즉 제2액정 마이크로캡슐에만 작용할 수 있다. 상기 제2온도가 제2액정 마이크로캡슐 내의 액정분자와 2색성 염료분자의 장축이 전극면에 평행하게 하고, 2색성 염료분자가 미세한 광만 흡수하므로, 입사광이 2색성 염료분자를 통과할 경우 소량의 광선만 흡수되어 최종적으로 입사광이 반사재료로 자유 투사된 후 다시 반사되어, 멀리서 보면 전체적으로 투명한 색상을 나타낸다. 스멕틱상 액정의 성질로 인해 가열을 정지한 후 액정분자는 여전히 투명 상태를 유지한다.
마지막으로, 상기 제1색상의 디스플레이 영역의 제1액정 마이크로캡슐은 미스트 상태가 되고, 제2액정 마이크로캡슐은 투명 상태가 된다.
제2색상의 디스플레이 영역에 대응되는 구동방법은 순차적으로 제1전압을 인가하고, 제1온도를 인가하고, 제2전압을 인가하고, 제2온도는 인가하지 않는다.
상기 제1전압이 상기 액정 디스플레이장치의 상기 제1, 2투명전극 사이에 인가된 후, 액정재료에 전도성 물질이 첨가되어 있으므로, 전도성 물질이 전기장의 작용으로 회동하여 스멕틱상 액정분자의 토션을 가속화시키고, 이에 따라 2색성 염료분자도 뒤섞여 배치된다. 스멕틱상 액정분자의 복굴절성에 의해 입사광이 입사 후 강렬한 난반사가 발생하여 일정한 주파수대의 광선이 2색성 염료분자에 의해 흡수되어, 난반사한 광선이 2색성 염료분자의 색상을 나타내어 거시적으로 어느 한 색상을 나타낸다.
상기 제1온도가 상기 제2색상의 디스플레이 영역에 인가된 후, 액정 마이크로캡슐 내의 액정분자와 2색성 염료분자의 장축이 전극면에 평행하고, 2색성 염료분자가 미세한 광만 흡수하므로, 입사광이 2색성 염료분자를 통과할 경우 소량의 광선만 흡수되어 최종적으로 입사광이 반사재료로 자유 투사된 후 다시 반사되어, 멀리서 보면 전체적으로 투명한 색상을 나타낸다. 스멕틱상 액정의 성질로 인해 가열을 정지한 후 액정분자는 여전히 투명 상태를 유지한다.
상기 제2전압이 상기 액정 디스플레이장치의 상기 제1, 2투명전극 사이에 인가된 후, 제2액정 마이크로캡슐 내의 액정재료에 전도성 물질이 첨가되어 있으므로 전도성 물질이 전기장의 작용으로 회동되어 제2액정 마이크로캡슐 내의 스멕틱상 액정분자의 토션을 가속화시키고, 이에 따라 2색성 염료분자도 뒤섞여 배치된다. 스멕틱상 액정분자의 복굴절성에 의해 입사광이 입사 후 강렬한 난반사가 발생하여 일정한 주파수대의 광선이 2색성 염료분자에 의해 흡수되어 난반사한 광선이 2색성 염료분자의 색상을 나타내어, 거시적으로 어느 한 색상을 나타낸다. 전압을 제거한 후 액정 마이크로캡슐은 미스트 상태를 유지할 수 있다. 제1액정재료가 미스트 상태로 도포된 제1전압이 제2액정재료가 미스트 상태로 도포된 제2전압보다 높으므로, 이 때의 제1액정 마이크로캡슐의 미스트 상태는 계속 유지된다.
마지막으로, 상기 제2색상의 디스플레이 영역의 제1액정 마이크로캡슐은 투명 상태가 되고 제2액정 마이크로캡슐은 미스트 상태가 된다.
제3색상의 디스플레이 영역에 대응되는 구동방법은 순차적으로 제1전압을 인가하고, 제1온도는 인가하지 않고, 제2전압을 인가하고, 제2온도는 인가하지 않는다.
상기 제1전압이 상기 액정 디스플레이장치의 상기 제1, 2투명전극 사이에 인가된 후, 액정재료에 전도성 물질이 첨가되어 있으므로, 전도성 물질이 전기장의 작용으로 회동하여 스멕틱상 액정분자의 토션을 가속화시키고, 이에 따라 2색성 염료분자도 뒤섞여 배치된다. 스멕틱상 액정분자의 복굴절성에 의해 입사광이 입사 후 강렬한 난반사가 발생하여, 일정 주파수대의 광선이 2색성 염료분자에 의해 흡수되어 난반사한 광선이 2색성 염료분자의 색상을 나타내어, 거시적으로 어느 한 색상을 나타낸다.
상기 제2전압이 상기 액정 디스플레이장치의 상기 제1, 2투명전극 사이에 인가된 후, 제2액정 마이크로캡슐 내의 액정재료에 전도성 물질이 첨가되어 있으므로 전도성 물질이 전기장의 작용으로 회동하여 제2액정 마이크로캡슐 내의 스멕틱상 액정분자의 토션을 가속화시키고, 이에 따라 2색성 염료분자도 뒤섞여 배치된다. 스멕틱상 액정분자의 복굴절성에 의해 입사광이 입사 후 강렬한 난반사가 발생하여, 일정한 주파수대의 광선이 2색성 염료분자에 의해 흡수되어 난반사한 광선이 2색성 염료분자의 색상을 나타내어, 거시적으로 어느 한 색상을 나타낸다. 전압을 제거한 후 액정 마이크로캡슐은 미스트 상태를 유지할 수 있다. 제1액정재료가 미스트 상태로 도포된 제1전압이 제2액정재료가 미스트 상태로 도포된 제2전압보다 높으므로, 이 때의 제1액정 마이크로캡슐의 미스트 상태는 계속 유지된다.
마지막으로, 상기 제3색상의 디스플레이 영역의 제1액정 마이크로캡슐은 미스트 상태가 되고 제2액정 마이크로캡슐은 미스트 상태가 된다.
제4색상의 디스플레이 영역에 대응되는 구동방법은 순차적으로 제1전압을 인가하고, 제1온도를 인가하고, 제2전압을 인가하고, 제2온도를 인가한다.
상기 제1전압이 상기 액정 디스플레이장치의 상기 제1, 2투명전극 사이에 인가된 후, 액정재료에 전도성 물질이 첨가되어 있으므로, 전도성 물질이 전기장의 작용으로 회동하여 스멕틱상 액정분자의 토션을 가속화시키고, 이에 따라 2색성 염료분자도 뒤섞여 배치된다. 스멕틱상 액정분자의 복굴절성에 의해 입사광이 입사 후 강렬한 난반사가 발생하여, 일정한 주파수대의 광선이 2색성 염료분자에 의해 흡수되어 난반사한 광선이 2색성 염료분자의 색상을 나타내어, 거시적으로 어느 한 색상을 나타낸다.
상기 제1온도가 상기 제2색상의 디스플레이 영역에 인가된 후, 액정 마이크로캡슐 내의 액정분자와 2색성 염료분자의 장축이 전극면에 평행하고, 2색성 염료분자가 미세한 광만 흡수하므로, 입사광이 2색성 염료분자를 통과할 경우 소량의 광선만 흡수되어 최종적으로 입사광이 반사재료로 자유 투사된 후 다시 반사되어, 멀리서 보면 전체적으로 투명한 색상을 나타낸다. 스멕틱상 액정의 성질로 인해 가열을 정지한 후 액정분자는 여전히 투명 상태를 유지한다.
상기 제2전압이 상기 액정 디스플레이장치의 상기 제1, 2투명전극 사이에 인가된 후, 제2액정 마이크로캡슐 내의 액정재료에 전도성 물질이 첨가되어 있으므로 전도성 물질이 전기장의 작용으로 회동하여 제2액정 마이크로캡슐 내의 스멕틱상 액정분자의 토션을 가속화시키고, 이에 따라 2색성 염료분자도 뒤섞여 배치된다. 스멕틱상 액정분자의 복굴절성에 의해 입사광이 입사 후 강렬한 난반사가 발생하여 일정한 주파수대의 광선이 2색성 염료분자에 의해 흡수되어 난반사한 광선이 2색성 염료분자의 색상을 나타내어 거시적으로 어느 한 색상을 나타낸다. 전압을 제거한 후 액정 마이크로캡슐은 미스트 상태를 유지할 수 있다. 제1액정재료가 미스트 상태로 도포된 제1전압이 제2액정재료가 미스트 상태로 도포된 제2전압보다 높으므로, 이 때의 제1액정 마이크로캡슐의 투명 상태는 계속 유지된다.
상기 제2온도가 상기 제1색상의 디스플레이 영역에 인가된 후, 제1액정재료가 투명 상태로 도포된 제1온도가 제2액정재료가 투명 상태로 도포된 제2온도보다 높으므로, 상기 제2온도는 제2액정재료 즉 제2액정 마이크로캡슐에만 작용할 수 있다. 상기 제2온도가 제2액정 마이크로캡슐 내의 액정분자와 2색성 염료분자의 장축이 전극면에 평행되도록 하여 2색성 염료분자가 미세한 광만 흡수하므로, 입사광이 2색성 염료분자를 통과할 경우 소량의 광선만 흡수되어 최종적으로 입사광이 반사재료로 자유 투사된 후 다시 반사되어 멀리서 보면 전체적으로 투명한 색상을 나타낸다. 스멕틱상 액정의 성질로 인해 가열을 정지한 후 액정분자는 여전히 투명 상태를 유지한다.
마지막으로, 상기 제4색상의 디스플레이 영역의 제1액정 마이크로캡슐은 투명 상태가 되고 제2액정 마이크로캡슐은 투명 상태가 된다.
제1액정 마이크로캡슐과 제2액정 마이크로캡슐을 투명 상태로 가열하고 미스트 상태로 전압을 인가한다. 저주파수 전압의 인가와 가열을 진행 후, 액정재료는 두 가지의 상태를 나타내며, 전압을 철수하거나 또는 가열을 철수한 후 이런 두 가지의 상태는 모두 유지될 수 있으므로, 본 발명은 비교적 좋은 “다중안정상태 특성”을 나타낸다. 여기에서, 제1액정재료가 투명 상태로 도포된 제1온도는 제2액정재료과 투명 상태로 도포된 제2온도보다 높고; 제1액정재료가 미스트 상태로 도포된 제1전압은 제2액정재료가 미스트 상태로 도포된 제2전압보다 높다.
본 발명에서 제공한 고저전압과 고저온도를 결합한 구동방법은 본 발명의 액정 디스플레이장치의 구동방법을 사용하여, 두 종류의 액정 마이크로캡슐의 구동전압과 온도에 대한 디스플레이 특성의 차이를 이용하여 다중안정상태 고명암비의 컬러 플렉서블의 디스플레이를 구현할 수 있고, 액정 디스플레이장치의 반복 작성이 가능한 특성을 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 디스플레이장치의 단면구조를 나타내는 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명은 액정 디스플레이장치를 제공하며, 이는 하부표면에 제1투명전극(13)이 씌워져 있는 상부기판(11); 상부표면에 제2투명전극(14)이 씌워져 있는 하부기판(12)을 포함한다. 상부기판(11)과 하부기판(12)사이에 밀폐된, 제1투명전극(13)과 제2투명전극(14) 사이에 분포된 것은 한 층의 스멕틱상 마이크로캡슐층이다. 상기 캡슐화 액정층은 제1액정 마이크로캡슐(15)과 제2액정 마이크로캡슐(16)을 포함하고, 두 종류의 액정 마이크로캡슐은 일정한 비율로 균일하게 혼합되고, 그 혼합비는 균일성을 나타내는 효과에 따라 조절한다.
상부기판(11)과 하부기판(12)의 재료는 유연하고 휘어질 수 있는 플라스틱 박막 또는 초박막형 유리기판을 선택하여 사용하고, 제1투명전극(13)과 제2투명전극(14)의 재료는 유기 전도성 재료 또는 무기 전도성 재료를 선택하여 사용한다. 전기도금, 스퍼터링, 도포 또는 스핀코팅 등 방법을 이용하여 제1투명전극(13)과 제2투명전극(14)을 각각 상부기판(11)과 하부기판(12)에 설치한다.
도 1에 도시된 액정 마이크로캡슐에서, 상기 제1액정 마이크로캡슐(15)은 제1액정재료를 포함한다. 상기 제1액정재료는 스멕틱상 액정에 0.001-10중량%의 암모늄염계 이온 등 전도성 물질 및 0.01-10중량%의 제1염료를 첨가하여 균일하게 혼합한 후, 고분자 분산법 또는 유화 중합법 또는 서스펜션 중합법 등 고분자 중합법을 이용하여 합성된 제1도료이다.
도 1에 도시된 액정 마이크로캡슐에서, 상기 제2액정 마이크로캡슐(16)은 제2액정재료를 포함한다. 상기 제2액정재료는 스멕틱상 액정에 1-20중량%의 네마틱상 액정을 첨가한 후, 0.001-10중량%의 암모늄염계 이온 등 전도성 물질 및 0.01-10중량%의 제2염료를 첨가하여 균일하게 혼합한 후, 고분자 분산법 또는 유화 중합법 또는 서스펜션 중합법 등 고분자 중합법을 이용하여 합성된 제2도료이다.
도 1에 도시된 액정 디스플레이장치에서, 액정재료중의 염료는 단일한 2색성 염료일 수 있고, 여러 종류의 단일한 2색성 염료로 제조된 조합염료일 수도 있으며, 상기 2색성 염료는 아조(azo)계 또는 안트라퀴논계 또는 양자의 조합이다. 구체적으로 사용할 경우, 상기 염료는 표 1 중에서 하나 또는 여러 종류를 선택할 수 있으나, 표 1의 2색성 염료의 조성물에 제한되지 않는다. 필요에 따라 염료 조성물을 제조하고, 가열, 초음파, 서스펜션 등 방식을 사용하여 액정분자와 비율로 혼합, 용해하여 액정 조성물을 얻는다. 제1도료와 제2도료를 균일하게 혼합한 후, 도포 방식을 이용하여 도료를 제2투명전극(14)와 제1투명전극(13) 사이에 도포하며, 해당 도포 방식은 롤투롤(roll-to-roll)방식이며, 캡슐화 스멕틱상 액정층을 형성한다.
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두 종류의 액정재료를 각각 균일하게 혼합한 후, 고분자 분산법 또는 고분자 중합법, 예를 들면 유화 중합법 또는 서스펜션 중합법을 이용하여 두 종류의 액정재료를 각각 두 종류의 액정 마이크로캡슐로 제조하고, 마이크로캡슐의 직경은 15~20um이며, 두 종류의 액정 마이크로캡슐을 1:1의 비율로 혼합한 후 2~3시간 교반하여 균일하게 혼합한다. 그 다음 도포방식을 이용하여 도료를 제2투명전극(14)과 제1투명전극(13) 사이에 도포하며, 해당 도포방식은 롤투롤(roll-to-roll)방식이며, 단일층의 마이크로캡슐이 배치된 액정층을 형성하고, 그 다음 제2투명전극의 비액정면에 백색 반사재료를 추가하여 액정 디스플레이장치를 제조한다. 여기에서, 마이크로캡슐 액정층의 두께는 일반적으로 5~100um를 유지하며, 특히 5~70um인 두께가 바람직하다.
일 구체적인 제조 공정에서, 상기 캡슐화 스멕틱상 액정층에 먼저 제1투명전극층(13)을 형성한 후, 상부기판(11)을 씌워 스멕틱상 마이크로캡슐 액정 디스플레이장치를 제조하도록 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액정 디스플레이장치에서, 하부기판(12)의 하측에 플렉서블 반사 백플레인을 설치하거나 또는 백플레인을 제거하고 반사재료로 제조된 하부기판으로 백플레인을 대체한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액정 디스플레이장치에서, 디스플레이장치의 전체 또는 일부 구역에 상이한 전압과 상이한 가열온도를 가함으로써 컬러 디스플레이를 구현할 수 있다. 액정 디스플레이장치 중의 스멕틱상 마이크로캡슐의 디스플레이 구동방법에서 온도의 고저와 전압의 크기는 캡슐내의 액정재료와 연관되며, 본 발명에서 사용한 제1, 2액정재료는 하기 관계를 만족하는 것이 바람직하다:
제1액정재료가 미스트 상태로 도포된 제1전압이 제2액정재료가 미스트 상태로 도포된 제2전압보다 높고; 제1액정재료가 투명 상태로 도포된 제1온도가 제2액정재료가 투명 상태로 도포된 제2온도보다 높으며; 제1액정 마이크캡슐층은 가열온도가 50~70도 시에 투명 상태를 나타내고, 저주파수 전압 0-100V를 미스트 상태까지 인가하고; 제2액정 마이크캡슐은 가열온도가 40~60도일 때 투명 상태를 나타내고, 저주파수 전압 0-90V를 미스트 상태까지 인가하며; 제1온도와 제2온도의 차이 범위는 5~20도일 수 있고, 제1전압과 제2전압의 차이 범위는 5~30V일 수 있으며, 일반적으로 제1온도는 제2온도보다 10~20도 높고, 제1전압은 제2전압보다 10~30V 높다.
본 발명의 상기 실시예에 따른 액정 디스플레이장치에서, 구동방법은 순차적으로 제1전압, 제1온도, 제2전압 및 제2온도를 인가하며, 여기에서 전압구동은 전체적인 디스플레이면에 대해 구동하고, 가열구동은 전체적인 디스플레이면 또는 일부 디스플레이면에 대해 구동하며, 상이한 온도와 전압을 결합하면 2개 내지 4가지 색상의 컬러 플렉서블 디스플레이를 구현할 수 있다.
제1색상의 디스플레이 영역의 구동방법은 순차적으로 제1전압을 인가하고, 제1온도는 인가하지 않고, 제2전압을 인가하고, 제2온도를 인가하며; 제1전압을 인가하면 제1액정 마이크로캡슐과 제2액정 마이크로캡슐이 미스트 상태를 나타내고; 제1온도를 인가하지 않으면 제1액정 마이크로캡슐과 제2액정 마이크로캡슐이 미스트 상태를 유지하고; 그 다음 제2전압을 인가하면 제1액정 마이크로캡슐이 미스트 상태를 유지하고 제2액정 마이크로캡슐이 미스트 상태를 나타내며; 마지막으로 제2온도를 인가하면 제1액정 마이크로캡슐이 미스트 상태를 나타내고, 제2액정 마이크로캡슐이 투명 상태를 나타낸다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제1전압을 인가한 후, 제1액정 마이크로캡슐은 미스트 상태가 된다. 제1전압이 제2전압보다 높으므로, 동시에 제2액정 마이크로캡슐도 미스트 상태로 도포되도록 한다. 따라서 제1액정 마이크로캡슐과 제2액정 마이크로캡슐은 모두 미스트 상태를 나타낸다.
제1온도를 인가하지 않으면, 제1액정 마이크로캡슐과 제2액정 마이크로캡슐이 미스트 상태를 유지하여 액정 상태가 상기 상태를 유지하여 변하지 않는다.
그 다음 제2전압을 인가하면 액정 상태가 상기 상태를 유지하여 변하지 않고, 제2전압이 제1전압보다 낮으므로, 제1액정 마이크로캡슐에 대해 작용을 하지 않아 제1액정 마이크로캡슐이 미스트 상태를 유지하고; 제2전압이 제2액정 마이크로캡슐이 미스트 상태로 도포되도록 하므로, 제1액정 마이크로캡슐은 미스트 상태를 유지하고, 제2액정 마이크로캡슐은 미스트 상태를 나타낸다.
도 3에 도시된 바와 같이, 마지막으로 제2온도를 인가하면, 제2온도가 제1온도보다 낮으므로, 제2온도가 제1액정 마이크로캡슐에 대해 작용을 하지 않아 제1액정 마이크로캡슐이 미스트 상태를 유지하고; 제2온도가 제2액정 마이크로캡슐이 투명 상태로 도포되도록 하므로, 제1액정 마이크로캡슐은 미스트 상태를 나타내고, 제2액정 마이크로캡슐은 투명 상태를 나타낸다.
제2색상의 디스플레이 영역의 구동방법은 순차적으로 제1전압을 인가하고, 제1온도를 인가하고, 제2전압을 인가하고, 제2온도를 인가하지 않는다. 제1전압을 인가하면, 제1액정 마이크로캡슐과 제2액정 마이크로캡슐이 모두 미스트 상태를 나타내며; 그 다음 제1온도를 인가하면, 제1액정 마이크로캡슐과 제2액정 마이크로캡슐이 모두 투명 상태가 되고; 그 다음 제2전압을 인가하면, 제1액정 마이크로캡슐이 투명 상태를 유지하고, 제2액정 마이크로캡슐이 미스트 상태를 나타내며; 제2온도를 인가하지 않으면 제1액정 마이크로캡슐이 투명 상태를 유지하고 제2액정 마이크로캡슐이 미스트 상태를 유지한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제1전압을 인가하여 제1액정 마이크로캡슐이 미스트 상태가 되도록 하고, 제1전압이 제2전압보다 높으므로, 동시에 제2액정 마이크로캡슐도 미스트 상태로 도포되도록 하므로, 제1액정 마이크로캡슐과 제2액정 마이크로캡슐이 모두 미스트 상태를 나타낸다.
도 5에 도시된 바와 같이, 그 다음 제1온도를 인가하여 제1온도가 제1액정 마이크로캡슐을 투명 상태로 도포하고; 제1온도가 제2온도보다 높아 제1온도가 제2액정 마이크로캡슐에도 작용을 하여, 제1온도가 제2액정 마이크로캡슐도 투명 상태로 도포하므로, 제1액정 마이크로캡슐과 제2액정 마이크로캡슐이 모두 투명 상태로 된다.
도 6에 도시된 바와 같이, 그 다음 제2전압을 인가하면, 제2전압이 제1전압보다 낮아 제1액정 마이크로캡슐에 작용을 하지 않아 제1액정 마이크로캡슐이 투명 상태를 유지하고; 제2전압은 제2액정 마이크로캡슐이 미스트 상태로 도포되도록 하므로, 제1액정 마이크로캡슐은 투명 상태를 유지하고, 제2액정 마이크로캡슐은 미스트 상태를 나타낸다.
제2온도를 인가하지 않아 제1액정 마이크로캡슐이 투명 상태를 유지하고, 제2액정 마이크로캡슐이 미스트 상태를 유지하고, 액정상태가 상기 상태를 유지하고 변하지 않는다.
제3색상의 디스플레이 영역의 구동방법은 순차적으로 제1전압을 인가하고, 제1온도를 인가하지 않고, 제2전압을 인가하고, 제2온도를 인가하지 않는다. 제1전압을 인가하면, 제1액정 마이크로캡슐과 제2액정 마이크로캡슐이 모두 미스트 상태를 나타내며; 제1온도를 인가하지 않으면, 제1액정 마이크로캡슐과 제2액정 마이크로캡슐이 모두 미스트 상태를 유지하고; 그 다음 제2전압을 인가하면, 제1액정 마이크로캡슐과 제2액정 마이크로캡슐이 미스트 상태를 유지하고; 제2온도를 인가하지 않으면 제1액정 마이크로캡슐과 제2액정 마이크로캡슐이 미스트 상태를 유지한다.
제3색상의 디스플레이 영역의 구동방법은 순차적으로 제1전압을 인가하고, 제1온도를 인가하지 않고, 제2전압을 인가하고, 제2온도를 인가하지 않는다.
도 7에 도시된 바와 같이, 제1전압을 인가하여 제1액정 마이크로캡슐이 미스트 상태가 되도록 하고, 제1전압이 제2전압보다 높으므로, 동시에 제2액정 마이크로캡슐도 미스트 상태로 도포되도록 하여 제1액정 마이크로캡슐과 제2액정 마이크로캡슐이 모두 미스트 상태를 나타낸다.
제1온도를 인가하지 않아 제1액정 마이크로캡슐과 제2액정 마이크로캡슐이 모두 미스트 상태를 유지하고, 액정상태는 상기 상태를 유지하고 변하지 않는다.
그 다음 제2전압을 인가하면 액정상태가 상기 상태를 유지하고 변하지 않으며; 제2전압이 제1전압보다 낮아 제1액정 마이크로캡슐에 작용을 하지 않아 제1액정 마이크로캡슐이 투명 상태를 유지하고; 제2전압은 제2액정 마이크로캡슐이 미스트 상태로 도포되도록 하므로, 제1액정 마이크로캡슐과 제2액정 마이크로캡슐은 미스트 상태를 유지한다.
제4색상의 디스플레이 영역의 구동방법은 순차적으로 제1전압을 인가하고, 제1온도를 인가하고, 제2전압을 인가하고, 제2온도를 인가한다. 제1전압을 인가하면, 제1액정 마이크로캡슐과 제2액정 마이크로캡슐이 모두 미스트 상태를 나타내며; 그 다음 제1온도를 인가하면, 제1액정 마이크로캡슐과 제2액정 마이크로캡슐이 모두 투명 상태가 되고; 그 다음 제2전압을 인가하면, 제1액정 마이크로캡슐이 투명 상태를 유지하고, 제2액정 마이크로캡슐이 미스트 상태를 나타내며; 제2온도를 인가하면 제1액정 마이크로캡슐이 투명 상태를 유지하고 제2액정 마이크로캡슐이 투명 상태를 나타낸다.
도 8에 도시된 바와 같이, 제1전압을 인가하여 제1액정 마이크로캡슐이 미스트 상태가 되도록 하고, 제1전압이 제2전압보다 높으므로, 동시에 제2액정 마이크로캡슐도 미스트 상태로 도포되도록 하므로, 제1액정 마이크로캡슐과 제2액정 마이크로캡슐이 모두 미스트 상태를 나타낸다.
도 9에 도시된 바와 같이, 그 다음 제1온도를 인가하여 제1온도가 제1액정 마이크로캡슐을 투명 상태로 도포하고; 제1온도가 제2온도보다 높아 제1온도가 제2액정 마이크로캡슐에도 작용을 하여, 제1온도가 제2액정 마이크로캡슐도 투명 상태로 도포하므로, 제1액정 마이크로캡슐과 제2액정 마이크로캡슐이 모두 투명 상태로 변한다.
도 10에 도시된 바와 같이, 그 다음 제2전압을 인가하면, 제2전압이 제1전압보다 낮아 제1액정 마이크로캡슐에 작용을 하지 않아 제1액정 마이크로캡슐이 투명 상태를 유지하고; 제2전압은 제2액정 마이크로캡슐이 미스트 상태로 도포되도록 하므로, 제1액정 마이크로캡슐은 투명 상태를 유지하고, 제2액정 마이크로캡슐은 미스트 상태를 나타낸다.
도 11에 도시된 바와 같이, 제2온도를 인가하면 제2온도가 제1온도보다 낮으므로 제2온도가 제1액정 마이크로캡슐에 작용하지 않아 제1액정 마이크로캡슐이 투명 상태를 유지하고; 제2온도가 제2액정 마이크로캡슐을 투명 상태로 도포하므로, 제1액정 마이크로캡슐이 투명 상태를 유지하고, 제2액정 마이크로캡슐은 투명 상태를 나타낸다.
본 발명의 상기 실시예에 따른 액정 디스플레이장치에서, 컬러 디스플레이 정밀도는 감열식 프린터 가열 탐침의 정밀도에 의해 결정된다.
일부 실시예에서, 백플레인은 백색 반사판을 사용할 경우, 제1색상의 디스플레이 영역의 제1액정 마이크로캡슐이 미스트 상태를 나타내고 제2액정 마이크로캡슐이 투명 상태를 나타내며, 제2색상의 디스플레이 영역의 제1액정 마이크로캡슐이 투명 상태를 나타내고 제2액정 마이크로캡슐이 미스트 상태를 나타내며, 즉 제2색상의 디스플레이 영역이 제2액정 마이크로캡슐이 반사한 제2염료의 색상을 나타내며; 제3색상의 디스플레이 영역의 제1액정 마이크로캡슐이 미스트 상태를 나타내고 제2액정 마이크로캡슐이 미스트 상태를 나타내며, 즉 제3색상의 디스플레이 영역이 제1액정 마이크로캡슐이 반사한 제1염료의 색상과 제2액정 마이크로캡슐이 반사한 제2염료의 색상 두 종류의 색상이 혼합된 색상을 나타낸다. 제4색상의 디스플레이 영역의 제1액정 마이크로캡슐이 투명 상태를 나타내고 제2액정 마이크로캡슐이 투명 상태를 나타내며, 즉 백플레인의 백색을 나타낸다.
일부 실시예에서, 백플레인은 백색 반사판을 사용하고 제1염료와 제2염료가 일정 비율로 혼합되어 검정색을 나타낸다. 이렇게 컬러를 디스플레이하는 동시에 흑백의 디스플레이 효과도 구현할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 본 발명은 액정 디스플레이장치를 제공하며, 도 16에 도시된 바와 같이, 그의 구조는 상기 실시예와 기본적으로 동일하며, 구별은 단지 캡슐화 액정층의 층수는 복수층인 것에 있으며, 상기 실시예와 동일한 도포방식을 사용하여 캡슐화 액정층을 제2투명전극(14)과 제1투명전극(13) 사이에 도포하되, 해당 도포방식은 롤투롤(roll-to-roll)방식이며, 여러 번 도포하여 복수 층의 마이크로캡슐이 배치된 액정층을 형성한다. 해당 실시예의 액정 디스플레이장치의 구동방법과 원리는 상기 실시예와 동일하므로, 여기에서 생략하기로 한다.
실시예 1
도 1을 참조하면, 본 발명은 액정 디스플레이장치를 제공하며, 이는 하부표면에 제1투명전극(13)이 씌워져 있는 상부기판(11); 상부표면에 제2투명전극(14)이 씌워져 있는 하부기판(12)을 포함한다. 상부기판(11)과 하부기판(12)의 재료는 유연하고 휘어질 수 있는 플라스틱 박막 또는 초박막형 유리기판을 선택하여 사용하고, 제1투명전극(13)과 제2투명전극(14)의 재료는 유기 전도성 재료 또는 무기 전도성 재료를 선택하여 사용한다. 전기도금, 스퍼터링, 도포 또는 스핀코팅 등 방법을 이용하여 제1투명전극(13)과 제2투명전극(14)을 각각 상부기판(11)과 하부기판(12)에 설치한다. 상부기판(11)과 하부기판(12)사이에 밀폐된, 즉 제1투명전극(13)과 제2투명전극(14) 사이에 분포된 것은 스멕틱상 마이크로캡슐층이다. 상기 캡슐화 액정층은 제1액정 마이크로캡슐(15)과 제2액정 마이크로캡슐(16)을 포함하고, 두 종류의 액정 마이크로캡슐은 일정한 비율로 균일하게 혼합된다. 캡슐화 액정층의 층수가 상이함에 따라, 도 1에 도시된 단일층의 스멕틱상 마이크로캡슐 구조와 도 16에 도시된 복수 층의 스멕틱상 마이크로캡슐 구조로 분류할 수 있다.
도 1에 도시된 액정 마이크로캡슐에서, 상기 제1액정 마이크로캡슐(15)은 제1액정재료를 포함한다. 상기 제1액정재료는 스멕틱상 액정에 전도성 물질 및 제1염료를 첨가하여 균일하게 혼합한 후, 고분자 분산법 또는 유화 중합법 또는 서스펜션 중합법 등 고분자 중합법을 이용하여 합성된 제1도료이다.
도 1에 도시된 액정 마이크로캡슐에서, 상기 제2액정 마이크로캡슐(16)은 제2액정재료를 포함한다. 상기 제2액정재료는 스멕틱상 액정에 네마틱상 액정을 첨가한 후, 전도성 물질 및 제2염료를 첨가하여 균일하게 혼합한 후, 고분자 분산법 또는 유화 중합법 또는 서스펜션 중합법 등 고분자 중합법을 이용하여 합성된 제2도료이다.
도 1에 도시된 액정 디스플레이장치에서, 액정재료중의 염료는 단일한 2색성 염료일 수 있고, 여러 종류의 단일한 2색성 염료로 제조된 조합염료일 수도 있으며, 상기 2색성 염료는 아조계 또는 안트라퀴논계 또는 양자의 조합이다. 구체적으로 사용할 경우, 상기 염료는 표 1 중에서 하나 또는 여러 종류를 선택할 수 있다. 필요에 따라 염료 조성물을 제조하고, 가열, 초음파, 서스펜션 등 방식을 사용하여 액정분자와 비율로 혼합, 용해하여 액정 조성물을 얻는다. 제1도료와 제2도료를 균일하게 혼합한 후, 도포 방식을 이용하여 도료를 제2투명전극(14)과 제1투명전극(13) 사이에 도포하고, 해당 도포 방식은 롤투롤(roll-to-roll)방식이며, 캡슐화 스멕틱상 액정층을 형성한다.
두 종류의 액정재료를 선택하여 사용하고, 제1액정재료는 조합하여 제조된 스멕틱상 액정재료이며, 그의 배합 방법은 표 2에 도시된 바와 같다:
제1액정재료의 배합 방법
구성 성분 비율
스멕틱상 액정 100
브롬화 테트라옥타데실암모늄
(tetraoctadecylammonium bromide)		 0.1
오렌지색상의 2색성 염료 0.15
스멕틱상 액정재료의 배합 방법은 표 3에 도시된 바와 같다:
Figure 112017074277403-pct00004
제2액정 재료의 배합 방법은 표 4에 도시된 바와 같다:
제2액정재료
구성 성분 비율
스멕틱상 액정 100
네마틱상 액정 12
브롬화 테트라옥타데실암모늄
(tetraoctadecylammonium bromide)		 0.1
청색상의 2색성 염료 0.33
스멕틱상 액정의 배합 방법은 제1액정재료의 스멕틱상 액정의 배합 방법과 동일하다.
네마틱상 액정의 배합 방법은 표 5에 도시된 바와 같다:
Figure 112017074277403-pct00005
두 종류의 액정재료를 각각 균일하게 혼합한 후, 고분자 분산법 또는 고분자 중합법(예를 들면 유화 중합법 또는 서스펜션 중합법)을 이용하여 두 종류의 액정재료를 각각 두 종류의 액정 마이크로캡슐로 제조하고, 마이크로캡슐의 직경은 15~20um이며, 두 종류의 액정 마이크로캡슐을 1:1의 비율로 혼합한 후 2~3시간 교반하여 균일하게 혼합한다.
그 다음 도포방식을 이용하여 도료를 제2투명전극(14)과 제1투명전극(13) 사이에 도포하며, 해당 도포방식은 롤투롤(roll-to-roll)방식이며, 단일층의 마이크로캡슐이 배치된 액정층을 형성하고, 그 다음 제2투명전극의 비액정면에 백색 반사재료를 추가하여 플렉서블 컬러 디스플레이장치를 제조한다.
액정층에서, 제1액정 마이크로캡슐은 가열온도가 65도 시에 투명 상태를 나타내고, 저주파수 전압 130V를 미스트 상태까지 인가하며; 제2액정 마이크로캡슐은 가열온도가 47도 시에 투명 상태를 나타내고, 저주파수 전압 115V를 미스트 상태까지 인가한다. 제1전극과 제2전극 전체면에 전압을 인가하고, 감열식 프린터(thermal printer)를 통해 플렉서블 컬러 디스플레이장치의 일부를 가열하고, 상이한 구동방식을 결합하여 청색, 오렌지색, 검정색과 백색의 컬러 디스플레이장치를 구현한다.
본 실시예에서 오렌지색과 청색 두 종류의 상호 보완적 색상이 바람직하다.
제1색상의 디스플레이 영역의 구동방법은 순차적으로 130V의 전압을 인가하고, 65도의 온도로 가열하지 않고, 115V의 전압을 인가하고, 47도 온도에서 가열한다. 도 12에 도시된 바와 같이, 구동 후 제1액정 마이크로캡슐은 미스트 상태를 나타내고 제2액정 마이크로캡슐은 투명 상태를 나타내며, 제1액정 마이크로캡슐이 반사한 오렌지색 광을 디스플레이한다. 여기에서, 입사광이 제1액정 마이크로캡슐로 입사했을 경우 오렌지색 광을 나타내고, 기타 색상의 광은 흡수된다. 입사광이 제2액정 마이크로캡슐로 입사했을 경우 입사광은 백색 반사재료에 투사되어 백색광을 반사하며, 모든 출사광은 오렌지색으로 보인다.
제2색상의 디스플레이 영역의 구동방법은 순차적으로 130V의 전압을 인가하고, 65도의 온도로 가열하고, 115V의 전압을 인가하고, 47도 온도에서 가열하지 않는다. 도 13에 도시된 바와 같이, 구동 후 제1액정 마이크로캡슐은 투명 상태를 나타내고 제2액정 마이크로캡슐은 미스트 상태를 나타내며, 제2액정 마이크로캡슐이 반사한 청색 광을 디스플레이한다. 여기에서, 도 8에 도시된 바와 같이, 입사광이 제1액정 마이크로캡슐로 입사했을 경우 입사광은 백색 반사재료로 투사되어 백색광을 반사하고; 입사광이 제2액정 마이크로캡슐로 입사했을 경우 청색 광을 나타내고, 기타 색상의 광은 흡수되어, 모든 출사광은 청색으로 보인다.
제3색상의 디스플레이 영역의 구동방법은 순차적으로 130V의 전압을 인가하고, 65도의 온도로 가열하지 않고, 115V의 전압을 인가하고, 47도 온도로 가열하지 않는다. 도 14에 도시된 바와 같이, 구동이 완료된 후 두 종류의 마이크로캡슐이 모두 미스트 상태를 나타낼 경우, 두 종류의 마이크로캡슐이 반사한 오렌지색과 청색이 겹쳐져 검정색을 나타낸다. 여기에서, 도 10에 도시된 바와 같이, 입사광이 제1액정 마이크로캡슐로 입사했을 경우 오렌지색 광을 나타내고, 기타 색상의 광은 흡수되며; 입사광이 제2액정 마이크로캡슐로 입사했을 경우 청색을 디스플레이하고, 기타 색상의 광은 흡수되어 모든 출사광은 오렌지색과 청색이 겹쳐져 검정색을 띤다.
제4색상의 디스플레이 영역의 구동방법은 순차적으로 130V의 전압을 인가하고, 65도의 온도로 가열하고, 115V의 전압을 인가하고, 47도의 온도로 가열한다. 도 15에 도시된 바와 같이, 구동 후 두 종류의 액정 마이크로캡슐이 모두 투명 상태를 나타낼 경우, 2색성 염료분자는 여전히 일정한 광흡수성을 가지고 있어 반사재료와 흡사한 백색을 띤다. 여기에서, 도 15에 도시된 바와 같이, 입사광이 제1액정 마이크로캡슐과 제2액정 마이크로캡슐로 입사했을 경우, 입사광은 모두 백색 반사재료에 투사되어 최종적으로 백색광을 반사한다. 본 발명의 상기 실시예에 따른 액정 디스플레이장치에서, 컬러 디스플레이 정밀도는 감열식 프린터 가열 탐침의 정밀도에 의해 결정된다.
컬러 디스플레이 정밀도는 감열식 프린터 가열 탐침의 정밀도에 의해 결정된다.
실시예 2
도 1을 참조하면, 본 발명은 액정 디스플레이장치를 제공하며, 이는 하부표면에 제1투명전극(13)이 씌워져 있는 상부기판(11); 상부표면에 제2투명전극(14)이 씌워져 있는 하부기판(12)을 포함한다. 상부기판(11)과 하부기판(12)의 재료는 유연하고 휘어질 수 있는 플라스틱 박막 또는 초박막형 유리기판을 선택하여 사용하고, 제1투명전극(13)과 제2투명전극(14)의 재료는 유기 전도성 재료 또는 무기 전도성 재료를 선택하여 사용한다. 전기도금, 스퍼터링, 도포 또는 스핀코팅 등 방법을 이용하여 제1투명전극(13)과 제2투명전극(14)을 각각 상부기판(11)과 하부기판(12)에 설치한다. 상부기판(11)과 하부기판(12)사이에 밀폐된, 즉 제1투명전극(13)과 제2투명전극(14) 사이에 분포된 것은 스멕틱상 마이크로캡슐층이다. 상기 캡슐화 액정층은 제1액정 마이크로캡슐(15)과 제2액정 마이크로캡슐(16)을 포함하고, 상기 두 종류의 액정 마이크로캡슐은 일정한 비율로 균일하게 혼합된다. 캡슐화 액정층의 층수가 상이함에 따라, 도 1에 도시된 단일층의 스멕틱상 마이크로캡슐 구조와 도 16에 도시된 복수 층의 스멕틱상 마이크로캡슐 구조로 분류할 수 있다.
도 1에 도시된 액정 마이크로캡슐에서, 상기 제1액정 마이크로캡슐(15)은 제1액정재료를 포함한다. 상기 제1액정재료는 스멕틱상 액정에 전도성 물질 및 제1염료를 첨가하여 균일하게 혼합한 후, 고분자 분산법 또는 유화 중합법 또는 서스펜션 중합법 등 고분자 중합법을 이용하여 합성된 제1도료이다.
도 1에 도시된 액정 마이크로캡슐에서, 상기 제2액정 마이크로캡슐(16)은 제2액정재료를 포함한다. 상기 제2액정재료는 스멕틱상 액정에 네마틱상 액정을 첨가한 후, 전도성 물질 및 제2염료를 첨가하여 균일하게 혼합한 후, 고분자 분산법 또는 유화 중합법 또는 서스펜션 중합법 등 고분자 중합법을 이용하여 합성된 제2도료이다.
도 1에 도시된 액정 디스플레이장치에서, 액정재료중의 염료는 단일한 2색성 염료일 수 있고, 여러 종류의 단일한 2색성 염료로 제조된 조합염료일 수도 있으며, 상기 2색성 염료는 아조계 또는 안트라퀴논계 또는 양자의 조합이다. 구체적 사용시, 상기 염료는 표 1 중에서 하나 또는 여러 종류를 선택할 수 있다. 필요에 따라 염료 조성물을 제조하고, 가열, 초음파, 서스펜션 등 방식을 사용하여 액정분자와 비율로 혼합, 용해하여 액정 조성물을 얻는다. 제1도료와 제2도료를 균일하게 혼합한 후, 도포 방식을 이용하여 도료를 제2투명전극(14)와 제1투명전극(13) 사이에 도포하고, 해당 도포 방식은 롤투롤(roll-to-roll)식이며, 캡슐화 스멕틱상 액정층을 형성한다.
본 발명의 실시예 2에 따른 액정 디스플레이장치에서, 액정 마이크로캡슐은 두 종류의 액정재료를 선택하여 사용하고, 제1액정재료의 배합 방법은 표 6에 도시된 바와 같다:
제1액정재료의 배합 방법
구성 성분 비율
스멕틱상 액정 100
브롬화 테트라옥타데실암모늄
(tetraoctadecylammonium bromide)		 0.1
적색 2색성 염료 0.15
제2액정재료의 배합 방법은 표 7에 도시된 바와 같다:
제2액정재료의 배합 방법
구성 성분 비율
스멕틱상 액정 100
네마틱상 액정 10
브롬화 테트라옥타데실암모늄
(tetraoctadecylammonium bromide)		 0.5
청색 2색성 염료 0.25
두 종류의 액정재료를 각각 균일하게 혼합한 후, 고분자 분산법 또는 고분자 중합법(예를 들면 유화 중합법 또는 서스펜션 중합법)을 이용하여 두 종류의 액정재료를 각각 두 종류의 액정 마이크로캡슐로 제조하고, 마이크로캡슐의 직경은 5~15um이며, 두 종류의 액정 마이크로캡슐을 1:1의 비율로 혼합한 후 2~3시간 교반하여 균일하게 혼합한다.
그 다음 도포방식을 이용하여 도료를 제2투명전극(14)과 제1투명전극(13) 사이에 도포하며, 해당 도포방식은 롤투롤(roll-to-roll)방식이며, 복수층의 마이크로캡슐이 배치된 액정층을 형성하고, 액정층의 두께는 40~60um이며, 그 다음 제2전극의 비액정면에 백색 반사재료를 추가하여 플렉서블 컬러 디스플레이장치를 제조한다.
액정층에서, 제1액정 마이크로캡슐은 가열온도가 65도 시에 투명 상태를 나타내고, 저주파수 전압 130V를 미스트 상태까지 인가하며; 제2액정 마이크로캡슐은 가열온도가 50도일 때 투명 상태를 나타내고, 저주파수 전압 120V를 미스트 상태까지 인가한다. 제1전극과 제2전극 전체면에 전압을 인가하고, 감열식 프린터를 통해 플렉서블 컬러 디스플레이장치의 일부를 가열하고, 상이한 구동방식을 결합하여 청색, 적색, 자흑색과 백색의 컬러 디스플레이장치를 구현한다.
제1색상의 디스플레이 영역의 구동방법은 순차적으로 130V의 전압을 인가하고, 65도의 온도로 가열하지 않고, 120V의 전압을 인가하고, 50도 온도로 가열한다. 구동이 완료된 후 제1액정 마이크로캡슐은 미스트 상태를 나타내고 제2액정 마이크로캡슐은 투명 상태를 나타내며, 제1액정 마이크로캡슐이 반사한 적색광을 나타낸다.
제2색상의 디스플레이 영역의 구동방법은 순차적으로 130V의 전압을 인가하고, 65도의 온도로 가열하고, 120V의 전압을 인가하고, 50도의 온도로 가열하지 않는다. 구동이 끝난 후 제1액정 마이크로캡슐은 투명 상태를 나타내고 제2액정 마이크로캡슐은 미스트 상태를 나타내며, 제2액정 마이크로캡슐이 반사한 청색광을 나타낸다.
제3색상의 디스플레이 영역의 구동방법은 순차적으로 130V의 전압을 인가하고, 65도의 온도로 가열하지 않고, 120V의 전압을 인가하고, 50도의 온도로 가열하지 않는다. 구동이 끝난 후 두 종류의 마이크로캡슐이 모두 미스트 상태를 나타낼 경우, 두 종류의 마이크로캡슐이 반사한 적색광과 청색광이 겹쳐져 자흑색을 나타낸다.
제4색상의 디스플레이 영역의 구동방법은 순차적으로 130V의 전압을 인가하고, 65도의 온도로 가열하고, 120V의 전압을 인가하고, 50도의 온도로 가열한다. 구동이 끝난 후 두 종류의 액정 마이크로캡슐이 모두 투명 상태를 나타낼 경우, 2색성 염료분자는 여전히 일정한 광흡수성을 가지고 있어 반사재료에 근접한 백색을 나타낸다.
컬러 디스플레이 정밀도는 감열식 프린터 가열 탐침의 정밀도에 의해 결정된다.
실시예 3
본 발명의 실시예 3에 따른 액정 디스플레이장치의 구조는 도 1에 도시된 바와 같이, 액정 디스플레이장치는 하부표면에 제1투명전극(13)이 씌워져 있는 상부기판(11); 상부표면에 제2투명전극(14)이 씌워져 있는 하부기판(12)을 포함한다. 상부기판(11)과 하부기판(12)의 재료는 유연하고 휘어질 수 있는 플라스틱 박막 또는 초박막형 유리기판을 선택하고, 제1투명전극(13)과 제2투명전극(14)의 재료는 유기 전도성 재료 또는 무기 전도성 재료를 선택하여 사용한다. 전기도금, 스퍼터링, 도포 또는 스핀코팅 등 방법을 이용하여 제1투명전극(13)과 제2투명전극(14)을 각각 상부기판(11)과 하부기판(12)에 설치한다. 상부기판(11)과 하부기판(12)사이에 밀폐된, 즉 제1투명전극(13)과 제2투명전극(14) 사이에 분포된 것은 스멕틱상 마이크로캡슐층이다. 상기 캡슐화 액정층은 제1액정 마이크로캡슐(15)과 제2액정 마이크로캡슐(16)을 포함하고, 상기 두 종류의 액정 마이크로캡슐은 일정한 비율로 균일하게 혼합된다. 캡슐화 액정층의 층수가 상이함에 따라, 도 1에 도시된 단일층 스멕틱상 마이크로캡슐 구조와 도 16에 도시된 복수층의 스멕틱상 마이크로캡슐 구조로 분류할 수 있다.
도 1에 도시된 액정 마이크로캡슐에서, 상기 제1액정 마이크로캡슐(15)은 제1액정재료를 포함한다. 상기 제1액정재료는 스멕틱상 액정에 전도성 물질 및 제1염료를 첨가하여 균일하게 혼합한 후, 고분자 분산법 또는 유화 중합법 또는 서스펜션 중합법 등 고분자 중합법을 이용하여 합성된 제1도료이다.
도 1에 도시된 액정 마이크로캡슐에서, 상기 제2액정 마이크로캡슐(16)은 제2액정재료를 포함한다. 상기 제2액정재료는 스멕틱상 액정에 네마틱상 액정을 첨가한 후, 전도성 물질 및 제2염료를 첨가하여 균일하게 혼합한 후, 고분자 분산법 또는 유화 중합법 또는 서스펜션 중합법 등 고분자 중합법을 이용하여 합성된 제2도료이다.
도 1에 도시된 액정 디스플레이장치에서, 액정재료중의 염료는 단일한 2색성 염료일 수 있고, 여러 종류의 단일한 2색성 염료로 제조된 조합염료일 수도 있으며, 상기 2색성 염료는 아조계 또는 안트라퀴논계 또는 양자의 조합이다. 구체적으로 사용할 경우, 상기 염료는 표 1 중에서 하나 또는 여러 종류를 선택할 수 있다. 필요에 따라 염료 조성물을 제조하고, 가열, 초음파, 서스펜션 등 방식을 사용하여 액정분자와 비율로 혼합, 용해하여 액정 조성물을 얻는다. 제1도료와 제2도료를 균일하게 혼합한 후, 도포 방식을 이용하여 도료를 제2투명전극(14)와 제1투명전극(13) 사이에 도포하고, 해당 도포 방식은 롤투롤(roll-to-roll)방식이며, 캡슐화 스멕틱상 액정층을 형성한다.
본 발명의 실시예 3에 따른 액정 디스플레이장치에서, 액정 마이크로캡슐은 두 종류의 액정재료를 선택하여 사용하고, 제1액정재료의 배합 방법은 표 8에 도시된 바와 같다:
제1액정재료의 배합 방법
구성 성분 비율
스멕틱상 액정 100
브롬화 헥사데실트리에틸암모늄 0.2
적색 2색성 염료 0.15
제2액정재료의 배합 방법은 표 9에 도시된 바와 같다:
제2액정재료의 배합 방법
구성 성분 비율
스멕틱상 액정 100
네마틱상 액정 10
브롬화 헥사데실트리에틸암모늄 0.5
청색 2색성 염료 0.25
두 종류의 액정재료를 각각 균일하게 혼합한 후, 고분자 분산법 또는 고분자 중합법(예를 들면 유화 중합법 또는 서스펜션 중합법)을 이용하여 두 종류의 액정재료를 각각 두 종류의 액정 마이크로캡슐로 제조하고, 마이크로캡슐의 직경은 5~15um이며, 두 종류의 액정 마이크로캡슐을 제1액정 마이크로캡슐: 제2액정 마이크로캡슐: 겔=1:1:0.6의 비율로 혼합한 후 3~4시간 교반하여 균일하게 혼합한다.
그 다음 도포방식을 이용하여 도료를 제2전극(14)과 제1전극(13) 사이에 도포하며, 해당 도포방식은 롤투롤(roll-to-roll)방식이며, 복수 층의 마이크로캡슐이 배치된 액정층을 형성하고, 액정층의 두께는 50~70um이며, 그 다음 제2전극의 비액정면에 백색 반사재료를 추가하여 플렉서블 컬러 디스플레이장치를 제조한다.
액정층에서, 제1액정 마이크로캡슐은 가열온도가 65도 시에 투명 상태를 나타내고, 저주파수 전압 130V를 미스트 상태까지 인가하며; 제2액정 마이크로캡슐은 가열온도가 50도 시에 투명 상태를 나타내고, 저주파수 전압 120V를 미스트 상태까지 인가한다. 제1전극과 제2전극 전체면에 전압을 인가하고, 감열식 프린터를 통해 플렉서블 컬러 디스플레이장치의 일부를 가열하고, 상이한 구동방식을 결합하여 청색, 적색, 자흑색과 백색의 컬러 디스플레이장치를 구현한다.
제1색상의 디스플레이 영역의 구동방법은 순차적으로 130V의 전압을 인가하고, 65도의 온도로 가열하지 않고, 120V의 전압을 인가하고, 50도 온도로 가열한다. 구동이 끝난 후 제1액정 마이크로캡슐은 미스트 상태를 나타내고 제2액정 마이크로캡슐은 투명 상태를 나타내어, 제1액정 마이크로캡슐이 반사한 적색광을 나타낸다.
제2색상의 디스플레이 영역의 구동방법은 순차적으로 130V의 전압을 인가하고, 65도의 온도로 가열하고, 120V의 전압을 인가하고, 50도의 온도로 가열하지 않는다. 구동이 끝난 후 제1액정 마이크로캡슐은 투명 상태를 나타내고 제2액정 마이크로캡슐은 미스트 상태를 나타내어, 제2액정 마이크로캡슐이 반사한 청색광을 나타낸다.
제3색상의 디스플레이 영역의 구동방법은 순차적으로 130V의 전압을 인가하고, 65도의 온도로 가열하지 않고, 120V의 전압을 인가하고, 50도의 온도로 가열하지 않는다. 구동이 끝난 후 두 종류의 마이크로캡슐이 모두 미스트 상태를 나타낼 경우, 두 종류의 마이크로캡슐이 반사한 적색광과 청색광이 겹쳐져 자흑색을 나타낸다.
제4색상의 디스플레이 영역의 구동방법은 순차적으로 130V의 전압을 인가하고, 65도의 온도로 가열하고, 120V의 전압을 인가하고, 50도의 온도로 가열한다. 구동이 끝난 후 두 종류의 액정 마이크로캡슐이 모두 투명 상태를 나타낼 경우, 2색성 염료분자는 여전히 일정한 광흡수성을 가지고 있어 반사재료에 근접한 백색을 나타낸다. 컬러 디스플레이 정밀도는 감열식 프린터 가열 탐침의 정밀도에 의해 결정된다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시방식에 대해 설명을 하였으나, 본 발명은 상술한 실시방식의 구체적인 사항에 제한되지 않으며, 본 발명의 기술적 구사 범위 내에서 본 발명의 기술적 방안에 대해 각종 동등한 변환이 가능하며, 이러한 동등한 변환은 본 발명의 보호 범위에 속한다.
그 외에 설명해야할 부분은, 상술한 구체적인 실시방식에서 진술한 각종 구체적인 기술적 특징에 대해서, 모순이 없는 상황에서 임의의 합리적인 방식을 통해 조합을 할 수 있다. 불 필요한 중복을 피하기 위해, 본 발명은 각종 가능한 조합 방식에 대해 별도로 설명하지 않기로 한다.
11: 상부기판
12: 하부기판
13: 제1투명전극
14: 제2투명전극
15: 제1액정 마이크로캡슐
16: 제2액정 마이크로캡슐
17: 마이크로캡슐벽
18: 스멕틱상 액정
19: 전도성 물질
20: 제1염료
21: 제2염료
22: 네마틱상 액정

Claims (14)

  1. 상부기판과 하부기판; 상기 상부기판과 상기 하부기판 사이에 설치되는 하나 또는 복수 층의 캡슐화 액정층; 및 상기 상부기판과 상기 하부기판의 상기 액정층에 인접하는 일측에 설치되는 제1투명전극과 제2투명전극을 포함하며, 상기 제1투명전극과 제2투명전극은 대향 배치되어 디스플레이 영역을 형성하고,
    상기 캡슐화 액정층은 균일하게 분포되는 제1액정 마이크로캡슐과 제2액정 마이크로캡슐을 포함하되, 상기 제1액정 마이크로캡슐은 스멕틱상 액정, 전도성 물질과 제1염료를 포함하는 제1액정재료를 포함하고; 상기 제2액정 마이크로캡슐은 스멕틱상 액정, 네마틱상 액정, 전도성 물질과 제2염료를 포함하는 제2액정재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1염료는 하나 또는 여러 종류의 2색성 염료를 포함하고, 상기 제2염료는 하나 또는 여러 종류의 2색성 염료를 포함하며, 상기 제1염료와 상기 제2염료는 색상이 상이한 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전도성 물질은 전기전도특성을 가지는 무기 나노입자, 탄소나노튜브, 그래핀, 탄산나트륨, 브롬화 헥사데실트리에틸암모늄(Hexadecyl triethyl ammonium Bromide), 요오드화 에틸 트리페닐포스포늄, 요오드화 (페로세닐메틸)트리메틸암모늄((ferrocene methyl) trimethylammonium iodide), 1, 2-디메틸-3-부틸이미다졸륨 헥사플루오로포스페이트(1,2-Dimethyl-3-Butylimidazolium Hexafluorophosphate), p-톨루엔술폰산 테트라에틸암모늄(Tetraethylammonium-p-toluenesulfonate), 요오드화 페닐트리에틸암모늄(Phenyltriethylammonium Iodide), 1-옥틸-3-메틸이미다졸륨 헥사플루오로포스페이트(1-octyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate), 비스(테트라-n-부틸암모늄)비스(1,3-디티올-2-티온-4,5-디티올라토)팔라듐(II)(Bis(tetra-n-butylammonium) bis(1,3-dithiole-2-thione-4,5-dithiolato)-palladium), 테트라-N-부틸포스포늄 비스(1,3-디티올-2-티온-4,5-디티올라토)니켈(III)(Tetra-N-Butylphosphonium Bis(1,3-Dithiole-2-Thione-4,5-Dithiolato)Nickel (III)), 비스(테트라부틸암모늄)비스(1,3-디티올-2-티온-4,5-디티올라토)아연 착염(Bis(Tetra-N-Butylammonium) Bis (1,3-Dithiole-2-Thione-4,5-Dithiolato)Zinc), 비스(테트라-N-부틸암모늄) 테트라시아노디페노퀴노디메타나이드(BIS(Tetra-N-Butylammonium) Tetracynodiphenquinodimethanide), 브롬화 테트라부틸암모늄(Tetrabutylammonium bromide), 헥사데실-과염소산염 암모늄(Hexadecyl ammonium perchlorate), 브롬화 헥사데실-테트라 암모늄(Hexadecyl tetra-ammonium Bromide), 1-부틸-3-메틸이미다졸륨 테트라클로로페레이트(1-Butyl-3-Methylimidazolium Tetrachloroferrate), 요오드화 메틸트리페닐포스포늄(Methyltriphenylphosphonium iodide) 또는 요오드화 테트라페닐포스포늄(Tetraphenylphosphonium iodide) 중에서 임의의 하나 이상을 혼합한 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1액정재료는 상기 스멕틱상 액정에 0.001-10중량%의 상기 전도성 물질 및 0.01-10중량%의 상기 제1염료를 첨가한 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제2액정재료는 상기 스멕틱상 액정에 1-20중량%의 상기 네마틱상 액정, 0.001-10중량%의 상기 전도성 물질 및 0.01-10중량%의 상기 제2염료를 첨가한 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 캡슐화 액정층은 겔재료를 더 포함하며, 겔재료는 UV접착제, 동물 접착제, 식물 접착제, 미생물 접착제, 폴리비닐 알코올 및 그의 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 하부기판의 일측 또는 타측에 설치되는 반사판을 더 포함하며, 상기 반사판 재료의 색상은 상기 제1염료의 색상, 상기 제2염료의 색상 및 상기 제1, 2염료를 혼합한 색상과 상이한 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 상부기판과 하부기판의 재료는 투명하고 유연한 플라스틱 박막 또는 유리인 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 상부기판의 재료는 투명하고 유연한 플라스틱 박막 또는 유리이고, 상기 하부기판은 유연한 반사재료이며, 상기 반사재료의 색상은 제1염료의 색상, 제2염료의 색상 및 제1, 2염료를 혼합한 색상과 상이한 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 액정 디스플레이장치의 구동방법에 있어서,
    제1전압, 제1온도, 제2전압 및 제2온도를 순차적으로 인가하는 단계를 포함하되, 상기 제1, 2전압은 상기 제1, 2투명전극 사이에 인가하고, 상기 제1, 2온도는 가열방식을 통해 상기 디스플레이 영역의 전체 또는 일부에 인가되며,
    제1 전압은 제2 전압보다 높고, 제1 온도는 제2 온도보다 높은 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이장치의 구동방법.
  11. 제10항의 액정 디스플레이장치의 구동방법에 있어서,
    제1전압을 인가하고, 제1온도를 인가하지 않고, 제2전압을 인가하고, 제2온도를 인가하여 제1색상의 디스플레이 영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이장치의 구동방법.
  12. 제10항의 액정 디스플레이장치의 구동방법에 있어서,
    제1전압을 인가하고, 제1온도를 인가하고, 제2전압을 인가하고, 제2온도는 인가하지 않아 제2색상의 디스플레이 영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이장치의 구동방법.
  13. 제10항의 액정 디스플레이장치의 구동방법에 있어서,
    제1전압을 인가하고, 제1온도를 인가하지 않고, 제2전압을 인가하고, 제2온도를 인가하지 않아 제3색상의 디스플레이 영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이장치의 구동방법.
  14. 제10항의 액정 디스플레이장치의 구동방법에 있어서,
    제1전압을 인가하고, 제1온도를 인가하고, 제2전압을 인가하고, 제2온도를 인가하여 제4색상의 디스플레이 영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이장치의 구동방법.
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