KR102426270B1 - 광 제어장치 및 그를 포함한 투명표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 빠른 응답 속도를 구현할 수 있는 광 제어장치 및 그를 포함한 투명표시장치를 제공한다. 본 발명에 따른 광 제어장치는 서로 마주보는 제1 기판과 제2 기판, 제1 기판 및 제2 기판 사이에 배치되어 제1 기판과 제2 기판 사이의 갭을 유지하는 제1 격벽 및 제2 격벽, 제2 격벽과 마주보는 제1 격벽의 측면에 배치된 제1 전극, 제1 격벽과 마주보는 제2 격벽의 측면에 배치된 제2 전극, 및 제1 전극 및 제2 전극 사이에 배치되며, 전기변색물질을 포함하여 제1 전극과 제2 전극에 인가되는 전압에 따라 광 투과도를 변화시키는 광 제어셀을 포함한다.

Description

광 제어장치 및 그를 포함한 투명표시장치{LIGHT CONTROLLING DEVICE AND TRANSPARENT DISPLAY DEVICE INCLUDING THE SAME}

본 발명의 실시예는 광 제어장치 및 그를 포함한 투명표시장치에 관한 것이다.

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. 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.

최근에는 표시장치는 박형화, 경량화, 및 저소비전력화되고 있으며, 이로 인해 표시장치의 적용 분야가 계속 증가하고 있다. 특히, 표시장치는 대부분의 전자 장치나 모바일 기기에서 사용자 인터페이스의 하나로 사용되고 있다.

또한, 최근에는 특성상 사용자가 표시장치의 배면(背面)에 위치한 사물 또는 배경을 볼 수 있는 투명표시장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 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. 예를 들어, 투명표시장치는 건물이나 자동차의 창문(window)에 적용되어 배경을 보이거나 화상을 표시하는 스마트 창(smart window)으로 구현될 수 있다.

투명표시장치는 유기발광표시장치로 구현될 수 있으며, 이 경우 전력 소비가 적은 장점이 있으나, 어두운 환경에서는 명암비(contrast ratio)에 문제가 없지만 빛이 있는 일반 환경에서는 명암비가 저하되는 단점이 있다. 그러므로 투명표시장치가 유기발광표시장치로 구현되는 경우 명암비 저하를 방지하기 위해 빛을 차광하는 차광 모드와 빛을 투과시키는 투과 모드를 구현할 수 있는 광 제어장치가 필요하다.

최근에는 전기변색 장치(Electrochromic Device)를 광 제어장치로 활용하는 방안이 제안되고 있다. 전기변색 장치는 전압이 인가되지 않는 상태에서 빛을 투과시키는 투과 모드로 구현될 수 있으며, 낮은 구동 전압으로 투과 모드에서 차광 모드로 전환할 수 있는 장점이 있다. 하지만, 전기변색 장치가 TV와 같은 대화면 투명표시장치의 광 제어장치에 적용되는 경우, 전기변색 장치의 낮은 응답 속도로 인하여, 투과 모드에서 차광 모드로의 변경 또는 차광 모드에서 투과 모드로의 변경에 걸리는 시간이 길다는 단점이 있다.

한편, 광 제어장치는 전압 인가를 위하여 인듐 주석 산화물(예; Indium Tin Oxide, ITO), 인듐 아연 산화물(예; Indium Zinc Oxide, IZO)과 같은 투명전극을 이용한다. 광 제어장치는 투명전극의 높은 단위 면적 당 저항값으로 인하여 응답속도가 더욱 떨어질 수 있다.

본 발명의 실시예는 빠른 응답 속도를 구현할 수 있는 광 제어장치 및 그를 포함한 투명표시장치를 제공한다.

본 발명의 실시예에 따른 광 제어장치는 서로 마주보는 제1 기판과 제2 기판, 제1 기판 및 제2 기판 사이에 배치되어 제1 기판과 제2 기판 사이의 갭을 유지하는 제1 격벽 및 제2 격벽, 제2 격벽과 마주보는 제1 격벽의 측면에 배치된 제1 전극, 제1 격벽과 마주보는 제2 격벽의 측면에 배치된 제2 전극, 및 제1 전극 및 제2 전극 사이에 배치되며, 전기변색물질을 포함하여 제1 전극과 제2 전극에 인가되는 전압에 따라 광 투과도를 변화시키는 광 제어셀을 포함한다.

본 발명의 실시예에 따른 투명표시장치는 입사되는 광을 투과시키는 투과 영역들과 광을 발광하는 발광 영역들을 포함하는 투명표시패널 및 투명표시패널의 일면에 배치되고, 입사되는 광을 투과시키는 투과 모드와 입사되는 광을 차단하는 차광 모드가 가능한 광 제어장치를 구비한다. 광 제어장치는 서로 마주보는 제1 기판과 제2 기판, 제1 기판 및 제2 기판 사이에 배치되어, 제1 기판과 제2 기판 사이의 갭을 유지하는 복수의 제1 격벽들, 제1 기판 및 제2 기판 사이에서 제1 격벽들과 교대로 배치되고, 제1 기판과 제2 기판 사이의 갭을 유지하는 복수의 제2 격벽들, 인접한 제2 격벽들과 마주보는 제1 격벽의 측면 상에 배치된 제1 전극, 인접한 제1 격벽들과 마주보는 제2 격벽의 측면 상에 배치된 제2 전극, 및 제1 전극 및 제2 전극 사이에 배치되며, 전기변색물질을 포함하여 제1 전극과 제2 전극에 인가되는 전압에 따라 광 투과도를 변화시키는 광 제어셀을 포함한다.

본 발명에 따르면, 광 제어장치의 제1 전극 및 제2 전극을 상하 기판의 일면 이외에 격벽의 측면에도 형성함으로써 광 투과도 가변물질과의 접촉 면적을 증가시킬 수 있다. 이에 따라, 광 제어장치는 광 투과도 가변물질에 포함된 전기변색물질이 변색되는 시간을 줄일 수 있다.

또한, 본 발명은 격벽을 투명표시패널의 발광 영역과 대응되도록 형성함에 따라 투명표시패널의 투과 영역으로 입사되는 광이 격벽에 의하여 손실되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 격벽 상에 별도의 보조 전극을 형성함으로써 제1 및 제2 전극의 저항을 줄일 수 있다.

또한, 본 발명은 보조 전극을 투명표시패널의 발광 영역과 대응되도록 형성함에 따라 투명표시패널의 투과 영역으로 입사되는 광이 보조 전극에 의하여 손실되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 보조 전극을 투명표시패널의 발광 영역에 대응되도록 형성하기 때문에 단위 면적당 저항값이 낮은 불투명 전극을 사용할 수 있다. 이에 따라, 본 발명은 광 투과도 가변물질에 포함된 전기변색물질이 변색되는 시간을 더욱 효과적으로 줄일 수 있다.

또한, 본 발명은 제1 격벽 및 제2 격벽에 의하여 광 제어셀의 갭을 유지할 수 있다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 투명표시장치를 보여주는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 투명표시장치의 투명표시패널, 게이트 구동부, 소스 드라이브 집적회로, 연성필름, 회로보드, 및 타이밍 제어부를 보여주는 평면도이다.
도 3은 도 2의 표시영역의 화소를 보여주는 일 예시도면이다.
도 4는 도 3의 I-I'의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 광 제어장치를 보여주는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 광 제어장치를 보여주는 평면도이다.
도 7은 도 6의 I-I'의 제1 예를 보여주는 단면도이다.
도 8은 도 6의 Ⅱ-Ⅱ'의 단면도이다.
도 9는 도 6의 Ⅲ-Ⅲ'의 단면도이다.
도 10은 도 6의 I-I'의 제2 예를 보여주는 단면도이다.
도 11는 본 발명의 실시예에 따른 광 제어장치의 제조방법을 보여주는 흐름도이다.
도 12A 내지 도 12E는 본 발명의 실시예에 따른 광 제어장치의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.

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.

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.

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.

구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.

위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.

시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.

제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.

"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.

"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.

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.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 투명표시장치를 보여주는 사시도이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 투명표시장치의 투명표시패널, 게이트 구동부, 소스 드라이브 집적회로, 연성필름, 회로보드, 및 타이밍 제어부를 보여주는 평면도이다. 도 3은 도 2의 표시영역의 화소를 보여주는 일 예시도면이다. 도 4는 도 3의 I-I'의 단면도이다.

이하에서는 도 1 내지 도 4를 결부하여 본 발명의 실시예에 따른 투명표시장치를 상세히 설명한다. 도 1 내지 도 4에서 설명의 편의를 위해 X축 방향은 게이트 라인과 나란한 방향이고, Y축 방향은 데이터 라인과 나란한 방향이며, Z축 방향은 투명표시장치의 높이 방향인 것을 중심으로 설명하였다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 투명표시장치는 투명표시패널(100) 및 광 제어장치(200)을 포함한다.

본 발명의 실시예에 따른 투명표시장치는 유기발광 표시장치(Organic Light Emitting Display)로 구현된 것을 중심으로 설명하였으나, 액정표시장치(Liquid Crystal Display), 퀀텀닷발광표시장치(Quantum dot Lighting Emitting Diode) 또는 전기영동 표시장치(Electrophoresis display)로도 구현될 수 있다.

투명표시패널(100)은 하부 기판(111), 상부 기판(112), 게이트 구동부(120), 소스 드라이브 집적회로(integrated circuit, 이하 "IC"라 칭함)(130), 연성필름(140), 회로보드(150), 및 타이밍 제어부(160)를 포함한다.

투명표시패널(100)은 하부 기판(111)과 상부 기판(112)을 포함한다. 상부 기판(112)은 봉지 기판일 수 있다. 하부 기판(111)은 상부 기판(112)보다 크게 형성되며, 이로 인해 하부 기판(111)의 일부는 상부 기판(112)에 의해 덮이지 않고 노출될 수 있다.

투명표시패널(100)은 입사되는 빛을 투과시키거나 화상을 표시한다. 투명표시패널(100)의 표시영역(DA)에는 게이트 라인들과 데이터 라인들이 형성되며, 게이트 라인들과 데이터 라인들의 교차 영역들에는 화소(P)들이 형성될 수 있다. 표시영역(DA)의 화소(P)들은 화상을 표시할 수 있다.

표시영역(DA)의 화소(P)들 각각은 도 3 및 도 4와 같이 투과 영역(TA)와 발광 영역(EA)을 포함한다. 발광 영역(EA)은 복수의 발광부들을 포함할 수 있다. 투명표시패널(100)은 투과 영역(TA)들로 인해 투명표시패널(100)의 배면(背面)에 위치한 사물 또는 배경을 볼 수 있으며, 발광 영역(EA)들로 인해 화상을 표시할 수 있다. 도 3 및 도 4에서는 발광 영역(EA)이 적색 발광부(RE), 녹색 발광부(GE) 및 청색 발광부(BE)를 포함하는 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다.

투과 영역(TA)은 입사되는 빛을 거의 그대로 통과시키는 영역이다. 발광 영역(EA)은 빛을 발광하는 영역으로, 적색 발광부(RE)는 적색광을 발광하는 영역이고, 녹색 발광부(GE)는 녹색광을 발광하는 영역이며, 청색 발광부(BE)는 청색광을 발광하는 영역이다. 발광 영역(EA)은 입사되는 빛이 차단되는 불투명한 영역에 해당한다.

적색 발광부(RE), 녹색 발광부(GE) 및 및 청색 발광부(BE) 각각에는 도 4와 같이 트랜지스터(T), 애노드 전극(AND), 유기층(EL), 캐소드 전극(CAT)이 마련될 수 있다.

트랜지스터(T)는 하부 기판(111)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 4에서는 트랜지스터(T)가 탑 게이트 방식으로 형성된 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않으며, 보텀 게이트 방식으로 형성될 수도 있다.

애노드 전극(AND)은 소스 전극(SE)과 드레인 전극(DE) 상에 마련된 층간 절연막(ILD)을 관통하는 제3 콘택홀(CNT3)을 통해 트랜지스터(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.

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)을 포함할 수 있다. 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 서로 결합하여 발광하게 된다.

도 4에서는 투명표시패널(100)이 전면(前面) 발광(top emission) 방식으로 구현된 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않으며, 배면(背面) 발광(bottom emission) 방식으로 구현될 수도 있다. 광 제어장치(200)는 투명표시패널(100)이 발광하는 방향의 반대 방향에 배치되는 것이 바람직하다. 따라서, 광 제어장치(200)는 전면 발광 방식에서는 투명표시패널(100)의 아래, 즉 하부 기판(111)의 아래에 배치되고, 배면 발광 방식에서는 투명표시패널(100)의 위, 즉 상부 기판(112)의 위에 배치되는 것이 바람직하다.

전면 발광 방식에서는 유기층(EL)의 빛이 상부기판 방향으로 발광하므로, 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. 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 형성되는 것이 바람직하다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 투명표시장치의 화소(P)들 각각은 입사되는 빛을 거의 그대로 통과시키는 투과 영역(TA)과 빛을 발광하는 발광 영역(EA)을 포함한다. 그 결과, 본 발명의 실시예는 투명표시장치의 투과 영역(TA)들을 통해 투명표시장치의 배면에 위치한 사물 또는 배경을 볼 수 있다.

게이트 구동부(120)는 타이밍 제어부(160)로부터 입력되는 게이트 제어신호에 따라 게이트 라인들에 게이트 신호들을 공급한다. 도 2에서는 게이트 구동부(120)가 투명표시패널(100)의 표시영역(DA)의 일 측 바깥쪽에 GIP(gate driver in panel) 방식으로 형성된 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 즉, 게이트 구동부(120)는 투명표시패널(100)의 표시영역(DA)의 양 측 바깥쪽에 GIP 방식으로 형성될 수도 있고, 또는 구동 칩으로 제작되어 연성필름에 실장되고 TAB(tape automated bonding) 방식으로 투명표시패널(100)에 부착될 수도 있다.

소스 드라이브 IC(130)는 타이밍 제어부(160)로부터 디지털 비디오 데이터와 소스 제어신호를 입력받는다. 소스 드라이브 IC(130)는 소스 제어신호에 따라 디지털 비디오 데이터를 아날로그 데이터전압들로 변환하여 데이터 라인들에 공급한다. 소스 드라이브 IC(130)가 구동 칩으로 제작되는 경우, COF(chip on film) 또는 COP(chip on plastic) 방식으로 연성필름(140)에 실장될 수 있다.

하부 기판(111)의 크기는 상부 기판(112)의 크기보다 크기 때문에, 하부 기판(111)의 일부는 상부 기판(112)에 의해 덮이지 않고 노출될 수 있다. 상부 기판(112)에 의해 덮이지 않고 노출된 하부 기판(111)의 일부에는 데이터 패드들과 같은 패드들이 마련된다. 연성필름(140)에는 패드들과 소스 드라이브 IC(130)를 연결하는 배선들, 패드들과 회로보드(150)의 배선들을 연결하는 배선들이 형성될 수 있다. 연성필름(140)은 이방성 도전 필름(antisotropic conducting film)을 이용하여 패드들 상에 부착되며, 이로 인해 패드들과 연성필름(140)의 배선들이 연결될 수 있다.

회로보드(150)는 연성필름(140)들에 부착될 수 있다. 회로보드(150)는 구동 칩들로 구현된 다수의 회로들이 실장될 수 있다. 예를 들어, 회로보드(150)에는 타이밍 제어부(160)가 실장될 수 있다. 회로보드(150)는 인쇄회로보드(printed circuit board) 또는 연성 인쇄회로보드(flexible printed circuit board)일 수 있다.

타이밍 제어부(160)는 외부의 시스템 보드(미도시)로부터 디지털 비디오 데이터와 타이밍 신호를 입력받는다. 타이밍 제어부(160)는 타이밍 신호에 기초하여 게이트 구동부(120)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 제어신호와 소스 드라이브 IC(130)들을 제어하기 위한 소스 제어신호를 발생한다. 타이밍 제어부(160)는 게이트 제어신호를 게이트 구동부(120)에 공급하고, 소스 제어신호를 소스 드라이브 IC(130)들에 공급한다.

광 제어장치(200)는 차광 모드에서 입사되는 광을 차단하고, 투과 모드에서 입사되는 광을 투과시킬 수 있다. 이하에서는 도 5 내지 도 10을 참조하여 광 제어장치(200)에 대하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.

제1 실시예

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 광 제어장치를 보여주는 사시도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 광 제어장치를 보여주는 평면도이다. 도 7은 도 6의 I-I'의 제1 예를 보여주는 단면도이고, 도 8은 도 6의 Ⅱ-Ⅱ'의 단면도이며, 도 9는 도 6의 Ⅲ-Ⅲ'의 단면도이다.

도 5 내지 도 9를 참조하면, 광 제어장치(200)는 도 5와 같이 제1 기판(210), 제2 기판(220) 및 광 제어층(230)을 포함한다.

제1 및 제2 기판들(210, 220) 각각은 유리 기판(glass substrate) 또는 플라스틱 필름(plastic film)일 수 있다. 제1 및 제2 기판들(210, 220) 각각이 플라스틱 필름인 경우, 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.

광 제어층(230)은 제1 기판(210)과 제2 기판(220) 사이에 배치되어 입사되는 광을 투과시키는 투과 모드와 입사되는 광을 차단하는 차광 모드로 구현될 수 있다. 본 발명의 실시예에서 차광 모드는 광 제어장치(200)의 광 투과율이 α% 보다 작은 경우를 나타내고, 투과 모드는 광 제어 장치(200)의 광 투과율이 β% 이상인 경우를 나타낸다고 가정할 수 있다. 광 제어 장치(200)의 광 투과율은 광 제어 장치(200)에 입사되는 광 대비 출력되는 광의 비율을 나타낸다.

구체적으로, 광 제어층(230)은 도 6 내지 도 9에 도시된 바와 같이 제1 격벽(242), 제2 격벽(244), 제1 전극(252), 제2 전극(254), 및 광 제어셀(260)을 포함한다.

제1 격벽(242) 및 제2 격벽(244)은 제1 기판(210)과 제2 기판(220) 사이에 배치되어 광 제어셀(260)의 갭을 유지시킨다. 제1 격벽(242) 및 제2 격벽(244)은 복수 개가 형성될 수 있으며, 광 제어셀(260)을 구획할 수 있다.

제1 격벽(242) 및 제2 격벽(244)은 교대로 배치되며, 소정의 간격으로 이격될 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 격벽(242)은 제2 기판(220)과 마주보는 제1 기판(210)의 일면에 배치될 수 있다. 제2 격벽(244)은 제1 기판(210)과 마주보는 제2 기판(220)의 일면에 배치될 수 있다. 제1 격벽(242) 및 제2 격벽(244)은 각각 복수개일 수 있다. 복수의 제1 격벽(242)들 및 복수의 제2 격벽(244)들은 교대로 배치되며, 소정의 간격으로 이격될 수 있다.

제1 격벽(242) 및 제2 격벽(244)은 투명한 재질로 형성될 수 있다. 이 경우, 제1 격벽(242) 및 제2 격벽(244)은 포토 레지스트(photo resist), 광경화성 폴리머 및 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane) 중 어느 하나로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

또는, 제1 격벽(242) 및 제2 격벽(244)은 광을 흡수할 수 있는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 격벽(242) 및 제2 격벽(244)은 각각은 블랙 격벽으로 구현될 수 있다.

또는, 제1 격벽(242) 및 제2 격벽(244)은 광을 산란할 수 있는 산란 입자들을 포함할 수 있다. 산란 입자는 비즈(bids) 또는 실리카 볼(silica ball)일 수 있다.

한편, 제1 격벽(242) 및 제2 격벽(244)은 능동적으로 광을 통과시키거나 광을 차단하지 못한다. 즉, 제1 격벽(242) 및 제2 격벽(244)은 투명한 물질로 형성되는 경우 광을 통과시킬 뿐이며, 광을 차단하는 역할을 하지 못한다. 또한, 제1 격벽(242) 및 제2 격벽(244)은 광을 흡수하는 물질 또는 광을 산란시키는 물질을 포함하는 경우 광을 산란시키거나 차단할 뿐이며, 광을 통과시키지 못한다. 따라서, 제1 격벽(242) 및 제2 격벽(244)이 투명표시장치의 투과 영역(TA)에 대응되는 영역에 형성되는 경우, 차광 모드에서 제1 격벽(242) 및 제2 격벽(244)에 의하여 빛샘이 발생하여 광 투과율이 높아지거나, 투과 모드에서 제1 격벽(242) 및 제2 격벽(244)에 의하여 광을 차단하여 광 투과율이 낮아지는 문제가 있다.

이러한 이유로, 제1 격벽(242) 및 제2 격벽(244)은 투명표시패널(100)의 발광 영역(EA)들에 대응되게 배치되는 것이 바람직하다. 제1 격벽(242) 및 제2 격벽(244)은 스트라이프(stripe) 형태로 배치될 수 있으나, 발광 영역(EA)에만 대응된다면 이에 한정되지 않는다. 이때, 제1 격벽(242) 및 제2 격벽(244) 각각의 너비(W2)는 발광 영역(EA)의 너비(W1) 보다 작은 것이 바람직하다. 제1 격벽(242) 및 제2 격벽(244) 각각의 너비(W2)를 발광 영역(EA)의 너비(W1)와 같거나 크게 형성하는 경우, 공정 오차에 의하여 제1 격벽(242) 및 제2 격벽(244)의 일부가 투과 영역(TA)과 중첩될 수 있기 때문이다. 본 발명은 제1 격벽(242) 및 제2 격벽(244)이 투명표시패널(100)의 투과 영역(TA)에 형성되지 않음으로써 투과 모드에서 제1 격벽(242) 및 제2 격벽(244)에 의하여 광이 손실되는 것을 방지하고, 차광모드에서 제1 격벽(242) 및 제2 격벽(244)에 의하여 빛샘이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

제1 전극(252)은 제1 격벽(242) 상에 형성된다. 구체적으로, 제1 전극(252)은 제2 격벽(244)과 마주보는 제1 격벽(242)의 측면에 형성된다. 제1 전극(252)은 제1 격벽(242)의 측면에 배치된 제1 전극(252)으로부터 연장되어 제2 기판(220)과 마주보는 제1 기판(210)의 일면 일부에 형성될 수 있다. 이때, 제1 기판(210)의 일면에 직접 형성되는 제1 전극(252)은 제2 격벽(244) 상에 형성된 제2 전극(254)과 이격되어야 한다. 제1 전극(252)은 제2 기판(220)과 마주보는 제1 격벽(242)의 일면에 형성될 수 있다.

제2 전극(254)은 제2 격벽(244) 상에 형성된다. 구체적으로, 제2 전극(254)은 제1 격벽(242)과 마주보는 제2 격벽(244)의 측면에 형성된다. 제2 전극(254)은 제2 격벽(244)의 측면에 배치된 제2 전극(254)으로부터 연장되어 제1 기판(210)과 마주보는 제2 기판(220)의 일면 일부에 형성될 수 있다. 이때, 제2 기판(220)의 일면에 직접 형성되는 제2 전극(254)은 제1 격벽(242) 상에 형성된 제1 전극(252)과 이격되어야 한다. 제2 전극(254)은 제2 기판(220)과 마주보는 제2 격벽(244)의 상면에 형성된다.

제1 전극(252) 및 제2 전극(254)은 복수 개로 형성되고, 제1 격벽(242)과 제2 격벽(244)이 교대로 형성되어 있으므로, 제1 전극(252) 및 제2 전극(254) 역시 교대로 형성된다.

종래의 광 제어장치는 일반적으로 제1 전극이 제2 기판과 마주보는 제1 기판의 일면에 형성되고, 제2 전극이 제1 기판과 마주보는 제2 기판의 일면에만 형성되어 있다. 종래의 광 제어장치는 광 제어셀의 광 투과도 가변물질이 제1 기판의 일면에 형성된 제1 전극과 제2 기판의 일면에 형성된 제2 전극과 접촉한다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 광 제어장치(200)는 제1 전극(252)이 제2 기판(220)과 마주보는 제1 기판(210)의 일면뿐만 아니라 제1 격벽(242)을 추가 형성하고 제1 격벽(242)의 측면에까지 형성한다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 광 제어장치(200)는 제2 전극(254)이 제1 기판(210)과 마주보는 제2 기판(220)의 일면뿐만 아니라 제2 격벽(244)을 추가 형성하고 제2 격벽(244)의 측면에까지 형성한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 광 제어장치(200)는 광 제어셀(260)의 광 투과도 가변물질이 제1 기판(210)의 일면뿐만 아니라 제1 격벽(242)의 측면에 형성된 제1 전극(252)과 접촉한다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 광 제어장치(200)는 광 제어셀(260)의 광 투과도 가변물질이 제2 기판(220)의 일면뿐만 아니라 제2 격벽(244)의 측면에 형성된 제2 전극(254)과 접촉한다.

이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 광 제어장치(200)는 제1 전극(252)과 광 투과도 가변물질의 접촉 면적이 종래의 광 제어장치보다 넓다. 본 발명의 일 실시예에 따른 광 제어장치(200)는 제2 전극(254)과 광 투과도 가변물질의 접촉 면적이 종래의 광 제어장치보다 넓다. 본 발명의 일 실시예에 따른 광 제어장치는 광 투과도 가변물질과 제1 전극(252) 및 제2 전극(254) 간의 접촉 면적을 증가시킴으로써, 광 투과도 가변물질의 응답시간을 감소시킬 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예는 광 제어장치(200)가 투과 모드에서 차광 모드로 변경하는데 걸리는 시간 또는 차광 모드에서 투명 모드로 변경하는데 걸리는 시간을 줄일 수 있다.

도 6에서는 제1 전극(252)이 제1 격벽(242)의 측면 및 상면에 형성되고, 제2 전극(254)이 제2 격벽(244)의 측면 및 상면에 형성되는 것을 도시하고 있으나, 이에 한정되지 않는다. 다른 실시예에 있어서, 제1 전극(252)은 제2 격벽(244)과 마주보는 제1 격벽(242)의 측면에만 형성되고, 제2 전극(254)은 제1 격벽(242)과 마주보는 제2 격벽(244)의 측면에만 형성될 수도 있다.

다만, 본 발명의 일 실시예는 제1 전극(252)을 제1 격벽(242)의 측면뿐만 아니라 상면에도 형성함으로써, 제1 전극(252)의 저항을 낮출 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예는 제2 전극(254)을 제2 격벽(244)의 측면뿐만 아니라 상면에도 형성함으로써, 제2 전극(254)의 저항을 낮출 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 광 제어장치(200)는 제1 전극(252) 및 제2 전극(254)의 저항을 낮춤으로써 제1 전극(252) 및 제2 전극(254)에 전압이 인가되는 시간을 줄일 수 있으므로, 광 투과도 가변물질의 응답시간을 더 줄일 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예는 광 제어장치(200)가 투과 모드에서 차광 모드로 변경하는데 걸리는 시간 또는 차광 모드에서 투명 모드로 변경하는데 걸리는 시간을 줄일 수 있다.

제1 전극(252) 및 제2 전극(254)는 투명전극일 수 있다. 투명 전극은 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.

한편, 제1 전극(252) 및 제2 전극(254)은 서로 다른 전압이 인가될 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(252)에 부극성의 전압이 인가되고 제2 전극(254)에 정극성의 전압이 인가될 수 있다. 반대로, 제1 전극(252)에 정극성의 전압이 인가되고 제2 전극(254)에 부극성의 전압이 인가될 수 있다.

복수의 제1 격벽(242)들 각각에 형성된 제1 전극(252)들 각각은 연성필름(미도시)와 접속하기 위하여 베젤 영역까지 연장될 수 있다. 제1 기판(210) 상에는 제1 전극(252)들을 연결하는 제1 배선(미도시)이 형성될 수 있다. 연성필름(미도시)은 이방성 도전 필름(antisotropic conducting film)을 이용하여 제1 배선의 일단에 접속할 수 있다.

또한, 복수의 제2 격벽(244)들 각각에 형성된 제2 전극(254)들 각각은 연성필름(미도시)과 접속하기 위하여 베젤 영역까지 연장될 수 있다. 제2 기판(220) 상에는 제2 전극(254)들을 연결하는 제2 배선(미도시)이 형성될 수 있다. 연성필름(미도시)은 이방성 도전 필름을 이용하여 제2 배선의 일단에 접속할 수 있다.

광 제어셀(260)은 제1 전극(252) 및 제2 전극(254)에 인가되는 전압에 따라 광 투과도가 달라진다. 예를 들어, 제1 전극(252) 및 제2 전극(254)에 전압이 인가되지 않으면, 광 제어셀(260)은 광 투과도가 β% 이상일 수 있으며, 이에 따라, 투과 모드를 구현할 수 있다. 제1 전극(252) 및 제2 전극(254)에 전압이 인가되면, 광 제어셀(260)은 광 투과도가 α% 보다 작아질 수 있으며, 이에 따라, 차광 모드를 구현할 수 있다.

광 제어셀(260)은 제1 전극(252) 및 제2 전극(254)에 인가되는 전압에 따라 광 투과도를 변화시키는 광 투과도 가변물질을 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 광 투과도 가변물질은 제1 전극(252)과 제2 전극(254)에 전압이 인가되면 전기화학적 산화환원 반응이 일어나며, 이로 인하여 색이 변하는 전기변색물질을 포함할 수 있다.

예를 들어, 제1 전극(252) 및 제2 전극(254)에 전압이 인가되면, 전기변색물질은 환원 반응이 일어나고, 환원 반응에 의해 블랙 또는 블루와 같은 소정의 색으로 변하게 된다. 이에 따라, 광 제어장치(200)는 입사되는 광을 차단하는 차광 모드를 구현할 수 있다.

또한, 제1 전극(252) 및 제2 전극(254)에 전압이 인가되지 않으면, 전기변색물질은 산화 반응이 일어나고, 산화 반응에 의해 투명하게 변하게 된다. 이에 따라, 광 제어장치(200)는 입사되는 광을 그대로 투과시키는 투과 모드를 구현할 수 있다.

이러한 전기변색물질은 환원 반응이 일어나는 경우 소정의 색을 흡수함으로써 소정의 색을 띠게 되며, 산화 반응이 일어나는 경우 투명하게 변하는 물질일 수 있다. 예를 들어, 전기변색물질은 비올로겐(1,1'-dibenzyl-4,4'-bipyridinium bistetrafluorborate), HVBF2 (1,1'- diheptyl-4,4'-bipyridinium dibromide), PVBr2 (1,1'-dipropyl-4,4'-bipyridinium dibromide), BVBF4 (1,1'-dibenzyl-4,4'-bipyridinium bistetrafluorborate), 1-benzyl-4,4'-bipyridinium chloride, 1,1'-bis(4-4chloromethyl)benzyl)-4,4'-bipyridinium dichloride, 1,1'-bis(4-bromobutyl)-4,4'-bipyridinium dibromide 또는 1,1'-bis(2-bromoethyl)-4,4'-bipyridinium dibromide 일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

본 발명의 일 실시예에 따른 광 투과도 가변물질은 전기변색물질이 산화 환원 반응을 원활하게 할 수 있도록 보조하는 카운터 물질을 더 포함할 수 있다. 이때, 전기변색물질 및 카운터 물질은 동일층의 액체 또는 겔(gel)에 용해된 상태일 수 있다. 카운터 물질은 전기변색물질에서 환원 반응이 일어나는 경우 전기변색물질과 반대로 산화 반응이 일어나고, 산화 반응에 의해 소정의 색을 흡수함으로써 소정의 색을 띠게 된다. 카운터 물질은 전기변색물질에서 산화 반응이 일어나는 경우 전기변색물질과 반대로 환원 반응이 일어나고, 환원 반응에 의해 투명하게 된다. 카운터 물질은 TMPD(N,N,N',N'-tetramethyl-1,4-phenylenediamine), TMB(3,3',5,5'-Tetramethylbenzidine), NTMB(N,N,N',N'-Tetramethylbenzidine) 또는 DAB(3,3'-Diaminobenzidine)일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 광 투과도 가변물질은 전해질을 더 포함할 수 있다. 이때, 전기변색물질 및 전해질은 동일층의 액체 또는 겔에 용해된 상태일 수 있다. 전해질은 전기변색물질이 산화 환원 반응이 가능하도록 양이온과 음이온을 제공한다. 전해질은 Lithium perchlorate, t-butylammoinum perchlorate, t-butylammoinum-t-fluoroborate, trifluoromethanesulfonate 또는 tetrabutylammonium trifluoromethanesulfonate일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 광 투과도 가변물질은 전기변색물질, 카운터 물질 및 전해질을 포함할 수 있다. 이때, 전기변색물질, 카운터 물질 및 전해질은 동일층의 액체 또는 겔에 용해된 상태일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 광 제어장치(200)는 제1 기판(210)의 일면뿐만 아니라 제1 격벽(242)의 측면에도 제1 전극(252)을 형성함으로써 광 투과도 가변물질과 제1 전극(252)의 접촉 면적을 증가시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 광 제어장치(200)는 제2 기판(220)의 일면뿐만 아니라 제2 격벽(244)의 측면에도 제2 전극(254)을 형성함으로써 광 투과도 가변물질과 제2 전극(254)의 접촉 면적을 증가시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 광 제어장치(200)는 광 투과도 가변물질에 포함된 전기변색물질이 변색되는 시간을 줄일 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예는 광 제어장치(200)가 투과 모드에서 차광 모드로 변경하는데 걸리는 시간 또는 차광 모드에서 투명 모드로 변경하는데 걸리는 시간을 줄일 수 있다.

제2 실시예

도 10은 도 6의 I-I'의 제2 예를 보여주는 단면도이다.

도 10에 도시된 광 제어장치(200)는 제1 보조 전극(282) 및 제2 보조 전극(284)을 더 포함한다는 점에서 도 7에 도시된 광 제어장치(200)와 차이가 있다. 이하에서는 도 6과 동일한 구성에 대한 구체적인 내용은 생략하도록 한다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 광 제어장치(200)는 제1 기판(210), 제2 기판(220) 및 광 제어층(230)을 포함한다. 광 제어층(230)은 제1 격벽(242), 제2 격벽(244), 제1 전극(252), 제2 전극(254), 광 제어셀(260), 제1 보조 전극(282) 및 제2 보조 전극(284)을 포함한다.

제1 격벽(242), 제2 격벽(244), 제1 전극(252), 제2 전극(254) 및 광 제어셀(260)은 도 7에 대한 설명과 동일하므로 생략하도록 한다.

제1 보조 전극(282)은 제1 격벽(242)과 제1 전극(252) 사이에 형성된다. 구체적으로, 제1 보조 전극(282)은 제2 격벽(244)과 마주보는 제1 격벽(242)의 측면 및 제2 기판(220)과 마주보는 제1 격벽(242)의 일면에 직접 형성될 수 있다. 제1 전극(252)은 제1 보조 전극(282) 상에 형성될 수 있다. 이에 따라, 제1 보조 전극(282)은 제1 전극(252)과 전기적으로 연결될 수 있다.

제2 보조 전극(284)은 제2 격벽(244)과 제2 전극(254) 사이에 형성된다. 구체적으로, 제2 보조 전극(284)은 제1 격벽(242)과 마주보는 제2 격벽(244)의 측면 및 제1 기판(210)과 마주보는 제2 격벽(244)의 일면에 직접 형성될 수 있다. 제2 전극(254)은 제2 보조 전극(284) 상에 형성될 수 있다. 이에 따라, 제2 보조 전극(284)은 제2 전극(254)과 전기적으로 연결될 수 있다.

제1 보조 전극(282) 및 제2 보조 전극(284)은 복수 개로 형성되고, 제1 격벽(242)과 제2 격벽(244)이 교대로 형성되어 있으므로, 제1 보조 전극(282) 및 제2 보조 전극(284) 역시 교대로 형성된다.

도 10에서는 제1 보조 전극(282)이 제1 격벽(242)의 측면 및 상면에 형성되고, 제2 보조 전극(284)이 제2 격벽(244)의 측면 및 상면에 형성되는 것을 도시하고 있으나, 이에 한정되지 않는다. 다른 실시예에 있어서, 제1 보조 전극(282)은 제2 격벽(244)과 마주보는 제1 격벽(242)의 측면에만 형성되고, 제2 보조 전극(284)은 제1 격벽(242)과 마주보는 제2 격벽(244)의 측면에만 형성될 수도 있다.

다만, 본 발명의 제2 실시예는 제1 보조 전극(282)을 제1 격벽(242)의 측면뿐만 아니라 상면에도 형성함으로써, 제1 보조 전극(282)에 의하여 제1 격벽(242)의 상면으로 입사되는 광을 효과적으로 차단할 수 있다. 본 발명의 제 2 실시예는 제2 보조 전극(284)을 제2 격벽(244)의 측면뿐만 아니라 상면에도 형성함으로써, 제2 보조 전극(284)에 의하여 제2 격벽(244)의 상면으로 입사되는 광을 효과적으로 차단할 수 있다.

또한, 본 발명의 제2 실시예는 제1 보조 전극(282)이 제1 전극(252)과 전기적으로 연결되어 있으므로, 제1 실시예와 비교하여 제1 전극(252)의 저항을 감소시킬 수 있다. 본 발명의 제2 실시예는 제2 보조 전극(284)이 제2 전극(254)과 전기적으로 연결되어 있으므로, 제1 실시예와 비교하여 제2 전극(254)의 저항을 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제2 실시예는 투과 모드에서 차광 모드로 변경하는데 걸리는 시간 또는 차광 모드에서 투과 모드로 변경하는데 걸리는 시간, 즉, 응답시간을 더욱 효과적으로 줄일 수 있다.

제1 보조 전극(282) 및 제2 보조 전극(284)은 투명 전극과 비교하여 상대적으로 단위 면적 당 저항값이 낮은 불투명 전극일 수 있다. 불투명 전극은 구리(Cu) 또는 알루미늄(Al)일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 제1 보조 전극(282) 및 제2 보조 전극(284)은 제1 및 제2 격벽(242, 244)들 상에만 배치될 수 있으므로, 제1 및 제2 격벽(242, 244)들과 같이 투명표시패널(100)의 발광 영역(EA)들에 대응되게 배치될 수 있다. 이와 같이 제1 보조 전극(282) 및 제2 보조 전극(284)은 투명표시패널(100)의 발광 영역(EA)에 대응되게 마련되므로, 불투명 전극으로 형성되더라도 투과 모드에서 제1 보조 전극(282) 및 제2 보조 전극(284)에 의한 투과율 손실이 없다. 결과적으로, 본 발명은 제1 보조 전극(282) 및 제2 보조 전극(284)를 형성함으로써 투과율 손실 없이 제1 전극(252) 및 제2 전극(254)의 저항을 효과적으로 줄일 수 있다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 제어장치의 제조방법을 보여주는 흐름도이다. 도 12a 내지 도 12e는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 제어장치의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다. 도 11 및 도 12a 내지 도 12e를 결부하여 본 발명의 일 실시예에 따른 광 제어장치의 제조방법을 상세히 살펴본다.

첫 번째로, 도 11a에 도시된 바와 같이, 제2 기판(220)과 마주보는 제1 기판(210)의 일면 상에 제1 격벽(242)들을 형성하고, 제1 기판(210)과 마주보는 제2 기판(220)의 일면 상에 제2 격벽(244)들을 형성한다(S1201).

제1 및 제2 기판들(210, 220) 각각은 유리 기판(glass substrate) 또는 플라스틱 필름(plastic film)일 수 있다. 제1 및 제2 기판들(210, 220) 각각이 플라스틱 필름인 경우, 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.

제1 격벽(242)들 및 제2 격벽(244)들은 임프린팅(imprinting) 방식 또는 포토 리소그래피(photo lithography) 방식으로 형성될 수 있다.

제1 격벽(242)들 및 제2 격벽(244)들이 임프린팅 방식으로 형성되는 경우, 제1 격벽(242)들을 형성할 물질을 제2 기판(220)과 마주보는 제1 기판(210)의 일면 상에 도포한 후, 실리콘, 석영 또는 고분자 물질로 이루어지는 몰드(mold)로 가압함으로써, 제1 격벽(242)들을 형성할 수 있다. 또한, 제2 격벽(244)들을 형성할 물질을 제1 기판(210)과 마주보는 제2 기판(220)의 일면 상에 도포한 후, 실리콘, 석영 또는 고분자 물질로 이루어지는 몰드(mold)로 가압함으로써, 제2 격벽(244)들을 형성할 수 있다.

몰드에는 제1 격벽(242)들 또는 제2 격벽(244)들의 높이(height)와 폭(width) 등이 설계된 제1 격벽(242)들 또는 제2 격벽(244)들의 패턴이 성형되어 있다. 예를 들어, 제1 격벽(242)들 또는 제2 격벽(244)들의 높이는 대략 30um 내지 500um로 형성될 수 있다. 또한, 제1 격벽(242)들 또는 제2 격벽(244)들은 투명표시패널(100)의 발광 영역(EA)들에 대응되게 배치되고, 제1 격벽(242)들 또는 제2 격벽(244)들의 폭은 발광 영역(EA)들의 폭 이하로 형성되는 것이 바람직하다.

제1 격벽(242)들 및 제2 격벽(244)들이 포토 리소그래피(photo lithography) 방식으로 형성되는 경우, 제1 격벽(242)들을 형성할 물질을 제2 기판(220)과 마주보는 제1 기판(210)의 일면 상에 도포한 후 포토 공정을 이용하여 노광함으로써, 제1 격벽(242)들을 형성할 수 있다. 제2 격벽(244)들을 형성할 물질을 제1 기판(210)과 마주보는 제2 기판(220)의 일면 상에 도포한 후 포토 공정을 이용하여 노광함으로써, 제2 격벽(244)들을 형성할 수 있다.

제1 격벽(242)들 및 제2 격벽(244)들은 투명한 재질로 형성되는 경우, 포토 레지스트(photo resist), 광경화성 폴리머 및 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane) 중 어느 하나로 형성될 수 있다. 또는, 제1 격벽(242)들 및 제2 격벽(244)들은 빛을 흡수할 수 있는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 격벽(242)들 및 제2 격벽(244)들 각각은 블랙 격벽으로 구현될 수 있다. 또는, 제1 격벽(242)들 및 제2 격벽(244)들은 빛을 산란할 수 있는 산란 입자들을 포함할 수 있다. 산란 입자는 비즈(bids) 또는 실리카 볼(silica ball)일 수 있다.

두 번째로, 도 12b와 같이, 제1 격벽(242)들 상에 제1 보조 전극(282)을 패터닝하여 형성하고, 제2 격벽(244)들 상에 제2 보조 전극(284)을 패터닝하여 형성한다(S1102).

구체적으로, 제2 격벽(244)과 마주보는 제1 격벽(242)의 측면 및 제2 기판(220)과 마주보는 제1 격벽(242)의 일면에 제1 보조 전극(282)을 패터닝하여 형성하고, 제1 격벽(242)과 마주보는 제2 격벽(244)의 측면 및 제1 기판(210)과 마주보는 제2 격벽(244)의 일면에 제2 보조 전극(284)을 패터닝하여 형성한다.

제1 보조 전극(282) 및 제2 보조 전극(284)은 투명 전극과 비교하여 상대적으로 단위 면적 당 저항값이 낮은 불투명 전극일 수 있으며, 불투명 전극은 구리(Cu) 또는 알루미늄(Al)일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

제1 보조 전극(282) 및 제2 보조 전극(284)은 포토 리소그래피(photo lithography) 방식으로 형성될 수 있다. 제1 보조 전극(282)을 형성할 물질을 제2 기판(220)과 마주보는 제1 기판(210)의 일면 상에 도포한 후 포토 공정을 이용하여 노광함으로써, 제1 보조 전극(282)을 형성할 수 있다. 제2 보조 전극(284)을 형성할 물질을 제1 기판(210)과 마주보는 제2 기판(220)의 일면 상에 도포한 후 포토 공정을 이용하여 노광함으로써, 제2 보조 전극(284)을 형성할 수 있다.

또는 제1 보조 전극(282) 및 제2 보조 전극(284)은 FMM(Fine Metal Mask)를 사용하여 화학 기상 증착(chemical vapor deposition: CVD) 공정, 플라즈마 증대 화학 기상 증착(plasma enhanced chemical vapor deposition: PECVD) 공정, 고밀도 플라즈마-화학 기상 증착(high density plasma-chemical vapor deposition: HDP-CVD) 공정, 열 증착 공정, 진공 증착 공정, 스핀 코팅(Spin Coating) 공정, 스퍼터링(sputtering) 공정, 원자층 증착(Atomic Layer Deposition: ALD) 공정 또는 프린팅(printing) 공정 중 적어도 하나의 공정을 통해 형성될 수 있다.

세 번째로, 도 12c와 같이, 제1 보조 전극(282) 상에 제1 전극(252)을 패터닝하여 형성하고, 제2 보조 전극(284) 상에 제2 전극(254)을 패터닝하여 형성한다(S1103).

구체적으로, 제2 격벽(244)과 마주보는 제1 격벽(242)의 측면, 제2 기판(220)과 마주보는 제1 격벽(242)의 일면, 및 제2 기판(220)과 마주보는 제1 기판(210)의 일면에 제1 전극(252)을 패터닝하여 형성한다. 제1 격벽(242)과 마주보는 제2 격벽(244)의 측면, 제2 기판(220)과 마주보는 제2 격벽(244)의 일면 및 제1 기판(210)과 마주보는 제2 기판(220)의 일면에 제2 전극(254)을 패터닝하여 형성한다. 이때, 제1 전극(252)은 제2 격벽(244)과 중첩되지 않으며, 제2 전극(254)은 제1 격벽(242)과 중첩되지 않도록 형성하여, 제1 전극(252)과 제2 전극(254)은 이격 형성된다.

제1 전극(252) 및 제2 전극(254)은 투명 전극일 수 있다. 투명 전극은 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.

제1 전극(252) 및 제2 전극(254)은 포토 리소그래피(photo lithography) 방식으로 형성될 수 있다. 제1 전극(252)을 형성할 물질을 제2 기판(220)과 마주보는 제1 기판(210)의 일면 상에 도포한 후 포토 공정을 이용하여 노광함으로써, 제1 전극(252)을 형성할 수 있다. 제2 전극(254)을 형성할 물질을 제1 기판(210)과 마주보는 제2 기판(220)의 일면 상에 도포한 후 포토 공정을 이용하여 노광함으로써, 제2 전극(254)을 형성할 수 있다.

또는 제1 전극(252) 및 제2 전극(254)은 FMM(Fine Metal Mask)를 사용하여 화학 기상 증착(chemical vapor deposition: CVD) 공정, 플라즈마 증대 화학 기상 증착(plasma enhanced chemical vapor deposition: PECVD) 공정, 고밀도 플라즈마-화학 기상 증착(high density plasma-chemical vapor deposition: HDP-CVD) 공정, 열 증착 공정, 진공 증착 공정, 스핀 코팅(Spin Coating) 공정, 스퍼터링(sputtering) 공정, 원자층 증착(Atomic Layer Deposition: ALD) 공정 또는 프린팅(printing) 공정 중 적어도 하나의 공정을 통해 형성될 수 있다.

네 번째로, 도 12d와 같이, 제1 기판(210) 상에 광 투과도 가변물질을 형성한다(S1104). 광 투과도 가변물질을 채우는 공정은 잉크젯 방식으로 행해질 수 있다.

광 투과도 가변물질은 액체 또는 겔에 용해된 전기변색물질을 포함할 수 있다. 광 투과도 가변물질은 카운터 물질 및 전해질 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.

다섯 번째로, 도 12e와 같이, 제1 전극(252)이 형성된 제1 기판(210)과 제2 전극(254)이 형성된 제2 기판(220)을 합착한다(S1105). 제1 기판(210)과 제2 기판(220)은 접착막(270)을 이용하여 접착될 수 있다. 접착막(270)은 제1 기판(210) 또는 제2 기판(220)의 가장자리에 배치될 수 있다. 또는 접착막(270)은 제2 기판(220)을 마주보는 제1 격벽(242)의 일면에 형성된 제1 전극(252) 상에 형성될 수도 있다. 접착막(270)은 제1 기판(210)을 마주보는 제2 격벽(244)의 일면에 형성된 제2 전극(254) 상에 형성될 수도 있다.

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.

100: 표시패널 111: 하부 기판
112: 상부 기판 120: 게이트 구동부
130: 소스 드라이브 IC 140: 연성필름
150: 회로보드 160: 타이밍 제어부
200: 광 제어장치 210: 제1 기판
220: 제2 기판 230: 광 제어층
242: 제1 격벽 244: 제2 격벽
252: 제1 전극 254: 제2 전극
260: 광 제어셀 270: 접착층
282: 제1 보조 전극 284: 제2 보조 전극

Claims (25)

1. 서로 마주보는 제1 기판과 제2 기판;
   상기 제1 기판의 일면에 배치되어 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이의 갭을 유지하는 제1 격벽;
   상기 제2 기판의 일면에 배치되어 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이의 갭을 유지하고, 상기 제1 격벽과 교대로 배치되는 제2 격벽;
   상기 제2 격벽과 마주보는 상기 제1 격벽의 측면 및 상기 제2 기판과 마주보는 상기 제1 격벽의 일면에 배치된 제1 전극;
   상기 제1 격벽과 마주보는 상기 제2 격벽의 측면 및 상기 제1 기판과 마주보는 상기 제2 격벽의 일면에 배치된 제2 전극; 및
   상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 배치되며, 전기변색물질을 포함하여 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 인가되는 전압에 따라 광 투과도를 변화시키는 광 투과도 가변물질을 포함하고,
   상기 제1 전극은 상기 제1 격벽의 측면에 배치된 제1 전극으로부터 연장되어 상기 제2 기판과 마주보는 상기 제1 기판의 일면 일부에 더 배치되고,
   상기 제2 전극은 상기 제2 격벽의 측면에 배치된 제2 전극으로부터 연장되어 상기 제1 기판과 마주보는 상기 제2 기판의 일면 일부에 더 배치되는 광 제어장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 광 투과도 가변물질은 상기 전기변색물질이 환원 반응을 하는 경우 산화 반응을 하며, 상기 전기변색물질이 산화 반응을 하는 경우 환원 반응을 하는 카운터 물질을 더 포함하고,
   상기 전기변색물질 및 상기 카운터 물질은 동일층의 액체 또는 겔(gel)에 용해된 것을 특징으로 하는 광 제어장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 광 투과도 가변물질은 전해질을 더 포함하고,
   상기 전기변색물질 및 전해질은 동일층의 액체 또는 겔(gel)에 용해된 것을 특징으로 하는 광 제어장치.
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 제1항에 있어서,
   상기 제1 및 제2 전극은 투명 전극인 것을 특징으로 하는 광 제어장치.
10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 격벽과 상기 제1 전극 사이에 배치된 제1 보조 전극; 및
    상기 제2 격벽과 상기 제2 전극 사이에 배치된 제2 보조 전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 제어장치.
11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 보조 전극은 불투명 전극인 것을 특징으로 하는 광 제어장치.
12. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 서로 다른 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 광 제어장치.
13. 입사되는 광을 투과시키는 투과영역들과 광을 발광하는 발광영역들을 포함하는 투명표시패널; 및
    상기 투명표시패널의 일면에 배치되고, 입사되는 광을 투과시키는 투과 모드와 입사되는 광을 차단하는 차광 모드가 가능한 광 제어장치를 구비하고,
    상기 광 제어장치는,
    서로 마주보는 제1 기판과 제2 기판;
    상기 제2 기판과 마주보는 상기 제1 기판의 일면에 배치되어, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이의 갭을 유지하는 복수의 제1 격벽들;
    상기 제1 기판과 마주보는 상기 제2 기판의 일면에 배치되며, 상기 제1 격벽들과 교대로 배치되고, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이의 갭을 유지하는 복수의 제2 격벽들;
    인접한 제2 격벽들과 마주보는 상기 제1 격벽들의 측면 및 상기 제2 기판과 마주보는 상기 제1 격벽들의 일면에 배치된 제1 전극;
    인접한 제1 격벽들과 마주보는 상기 제2 격벽들의 측면 및 상기 제1 기판과 마주보는 상기 제2 격벽들의 일면에 배치된 제2 전극; 및
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 배치되며, 전기변색물질을 포함하여 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 인가되는 전압에 따라 광 투과도를 변화시키는 광 투과도 가변물질을 포함하고,
    상기 제1 전극은 상기 제1 격벽들의 측면에 배치된 제1 전극으로부터 연장되어 상기 제2 기판과 마주보는 상기 제1 기판의 일면 일부에 더 배치되고,
    상기 제2 전극은 상기 제2 격벽들의 측면에 배치된 제2 전극으로부터 연장되어 상기 제1 기판과 마주보는 상기 제2 기판의 일면 일부에 더 배치되는 투명표시장치.
14. 제13항에 있어서,
    상기 광 투과도 가변물질은 상기 전기변색물질이 환원 반응을 하는 경우 산화 반응을 하며, 상기 전기변색물질이 산화 반응을 하는 경우 환원 반응을 하는 카운터 물질을 더 포함하고,
    상기 전기변색물질 및 상기 카운터 물질은 동일층의 액체 또는 겔(gel)에 용해된 것을 특징으로 하는 투명표시장치.
15. 제14항에 있어서,
    상기 광 투과도 가변물질은 전해질을 더 포함하고,
    상기 전기변색물질 및 전해질은 동일층의 액체 또는 겔(gel)에 용해된 것을 특징으로 하는 투명표시장치.
16. 삭제
17. 삭제
18. 삭제
19. 제13항에 있어서,
    상기 제1 격벽 및 상기 제2 격벽은 상기 발광영역에 대응되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 투명표시장치.
20. 제13항에 있어서,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 상기 발광영역 및 상기 발광영역으로부터 연장되어 상기 투과영역의 일부영역까지 배치되는 것을 특징으로 하는 투명표시장치.
21. 제13항에 있어서,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 투명 전극인 것을 특징으로 하는 투명표시장치.
22. 제13항에 있어서,
    상기 광 제어장치는,
    상기 제1 격벽과 상기 제1 전극 사이에 배치된 제1 보조 전극; 및
    상기 제2 격벽과 상기 제2 전극 사이에 배치된 제2 보조 전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 투명표시장치.
23. 제22항에 있어서,
    상기 제1 보조 전극 및 상기 제2 보조 전극은 불투명 전극인 것을 특징으로 하는 투명표시장치.
24. 제13항에 있어서,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 서로 다른 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 투명표시장치.
25. 제13항에 있어서,
    상기 제1 격벽 및 상기 제2 격벽은 상기 발광영역보다 너비가 작은 것을 특징으로 하는 투명표시장치.

Images