KR102456121B1 - 광 제어 장치, 그를 포함한 투명표시장치, 및 그의 제조방법 - Google Patents

광 제어 장치, 그를 포함한 투명표시장치, 및 그의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예는 투과 모드에서 차광 모드로의 변경 또는 차광 모드에서 투과 모드로의 변경에 걸리는 시간을 줄일 수 있는 광 제어장치, 그를 포함한 투명표시장치, 및 그의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 광 제어장치는 제1 베이스 필름과 제2 베이스 필름, 상기 제2 베이스 필름과 마주보는 상기 제1 베이스 필름의 일면 상에 배치되고 소정의 간격으로 패터닝되는 제1 보조 전극들, 상기 제1 베이스 필름과 마주보는 상기 제2 베이스 필름의 일면 상에 배치되고 소정의 간격으로 패터닝되는 제2 보조 전극들, 상기 제1 보조 전극들 상에 배치되는 제1 투명 전극, 상기 제2 보조 전극들 상에 배치되는 제2 투명 전극, 및 상기 제1 투명 전극과 제2 투명 전극 사이에 배치된 전기변색층을 포함한다.

Description

광 제어 장치, 그를 포함한 투명표시장치, 및 그의 제조방법{LIGHT CONTROLLING DEVICE, TRANSPARENT DISPLAY DEVICE INCLUDING THE SAME AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명의 실시 예는 광 제어 장치, 그를 포함한 투명표시장치, 및 그의 제조방법에 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 공간 활용성, 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 유기발광 표시장치로 구현될 수 있으며, 이 경우 전력 소비가 적은 장점이 있으나, 어두운 환경에서는 명암비(contrast ratio)에 문제가 없지만 빛이 있는 환경에서는 명암비가 저하되는 단점이 있다. 어두운 환경의 명암비는 암실 명암비, 빛이 있는 환경의 명암비는 명실 명암비로 정의될 수 있다. 즉, 투명표시장치는 배면(背面)에 위치한 사물 또는 배경을 볼 수 있도록 하기 위해 투과 영역이 존재하므로, 이로 인해 명실 명암비가 저하되는 문제가 있다. 그러므로, 투명표시장치가 유기발광표시장치로 구현되는 경우 명실 명암비가 저하되는 것을 방지하기 위해 빛을 차단하는 차광 모드와 빛을 투과시키는 투과 모드를 구현할 수 있는 광 제어 장치가 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 응답속도로 인하여, 투과 모드에서 차광 모드로의 변경 또는 차광 모드에서 투과 모드로의 변경에 걸리는 시간이 길다는 단점이 있다.
본 발명의 실시예는 투과 모드에서 차광 모드로의 변경 또는 차광 모드에서 투과 모드로의 변경에 걸리는 시간을 줄일 수 있는 광 제어 장치, 그를 포함한 투명표시장치, 및 그의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 광 제어장치는 제1 베이스 필름과 제2 베이스 필름, 상기 제2 베이스 필름과 마주보는 상기 제1 베이스 필름의 일면 상에 배치되고 소정의 간격으로 패터닝되는 제1 보조 전극들, 상기 제1 베이스 필름과 마주보는 상기 제2 베이스 필름의 일면 상에 배치되고 소정의 간격으로 패터닝되는 제2 보조 전극들, 상기 제1 보조 전극들 상에 배치되는 제1 투명 전극, 상기 제2 보조 전극들 상에 배치되는 제2 투명 전극, 및 상기 제1 투명 전극과 제2 투명 전극 사이에 배치된 전기변색층을 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 투명표시장치는 투과 영역들과 발광 영역들을 포함하는 투명표시패널, 및 상기 투명표시패널의 적어도 일면에 배치된 광 제어 장치를 포함한다. 상기 광 제어 장치는 제1 베이스 필름과 제2 베이스 필름, 상기 제2 베이스 필름과 마주보는 상기 제1 베이스 필름의 일면 상에 배치되고 소정의 간격으로 패터닝되는 제1 보조 전극들, 상기 제1 베이스 필름과 마주보는 상기 제2 베이스 필름의 일면 상에 배치되고 소정의 간격으로 패터닝되는 제2 보조 전극들, 상기 제1 보조 전극들 상에 배치되는 제1 투명 전극, 상기 제2 보조 전극들 상에 배치되는 제2 투명 전극, 및 상기 제1 투명 전극과 제2 투명 전극 사이에 배치된 전기변색층을 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 광 제어장치의 제조방법은 제1 베이스 필름 상에 소정의 간격으로 제1 보조 전극들을 패터닝하고, 제2 베이스 필름 상에 소정의 간격으로 제2 보조 전극들을 패터닝하는 단계, 상기 제1 보조 전극들 상에 제1 투명 전극을 형성하고, 상기 제2 보조 전극들 상에 제2 투명 전극을 형성하는 단계, 상기 제1 투명 전극 상에 카운터층을 형성하고, 상기 제2 투명 전극 상에 전기변색층을 형성하는 단계, 및 상기 제1 카운터층에 액체 상태의 전해질을 도포하고 상기 액체 상태의 전해질 상에 상기 전기변색층을 배치한 후, 상기 액체 상태의 전해질을 경화하여 상기 제1 베이스 필름과 제2 베이스 필름을 합착하는 단계를 포함한다.
상기 과제의 해결 수단에 의하면, 본 발명의 실시예는 제1 투명 전극과 제1 베이스 필름 사이에 제1 투명 전극과 전기적으로 연결된 제1 보조 전극이 구비되고, 제2 투명 전극과 제2 베이스 필름 사이에 제2 투명 전극과 전기적으로 연결된 제2 보조 전극이 구비되기 때문에, 제1 및 제2 투명 전극만 구비된 종래와 비교하여, 제1 및 제2 투명 전극의 면저항을 줄일 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 투과 모드에서 차광 모드로의 변경 또는 차광 모드에서 투과 모드로의 변경에 걸리는 시간을 줄일 수 있다.
또한, 본 발명의 본 발명의 실시예는 제1 보조 전극들 사이에 제1 절연막을 형성하고, 제1 보조 전극들과 절연막 상에 제1 투명 전극을 형성한다. 이로 인해, 본 발명의 실시예는 제1 투명 전극을 평탄하게 형성할 수 있으므로, 종래와 같이 제1 보조 전극들 각각의 두께로 인하여 제1 보조 전극들 각각의 측면들에서 제1 투명 전극에 균열(crack)이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예는 제1 베이스 필름 내에 제1 보조 전극들을 삽입하기 때문에, 제1 투명 전극을 평탄하게 형성할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시예는 종래와 같이 제1 보조 전극들 각각의 두께로 인하여 제1 보조 전극들 각각의 측면들에서 제1 투명 전극에 균열(crack)이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예는 제1 방향으로 배치되는 제1 보조 라인들 및 제3 보조 라인들과 제1 방향과 교차되는 제2 방향으로 배치되는 제2 보조 라인들 및 제4 보조 라인들을 포함한다. 이 경우, 제1 내지 제4 보조 라인들로는 저항이 낮은 불투명 금속 물질이 이용될 수 있다. 이에 따라, 제1 투명 전극과 제2 투명 전극에 저항을 감소시킬 수 있다. 그 결과, 제1 투명 전극과 제2 투명 전극에 전압이 충전되는 시간을 줄일 수 있으므로, 광 제어 장치가 투과 모드에서 차광 모드로 변경하는데 걸리는 시간 또는 차광 모드에서 투과 모드로 변경하는데 걸리는 시간을 줄일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예는 제1 및 제3 보조 라인들을 투명표시패널의 발광 영역들에 대응되게 배치한다. 그 결과, 본 발명의 실시예는 제1 및 제3 보조 라인들로 인하여 투과 영역들의 개구부가 감소되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예는 제2 및 제4 보조 라인들의 폭을 제1 및 제3 보조 라인들의 폭보다 좁게 형성한다. 그 결과, 본 발명의 실시예는 제2 및 제4 보조 라인들이 투과 영역들에 형성되더라도 투과 영역들의 개구부가 감소되는 것을 최소화할 수 있다.
위에서 언급된 본 발명의 효과 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 투명표시장치를 보여주는 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 투명표시장치의 투명표시패널, 게이트 구동
부, 소스 드라이브 IC, 연성필름, 회로보드, 및 타이밍 제어부를 보여주는 평면도.
도 3은 도 2의 표시 영역의 화소를 보여주는 일 예시도면.
도 4는 도 3의 I-I'의 단면도.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광 제어 장치를 보여주는 사시도.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광 제어 장치의 일측 단면을 보여주는 단면도.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 광 제어 장치의 일측 단면을 보여주는 단면도.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 광 제어 장치의 일측 단면을 보여주는 단면도.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 광 제어 장치의 제1 보조 전극들과 투명표시패널의 표시 영역의 배치관계를 보여주는 예시도면.
도 10은 도 6에 따른 광 제어 장치의 제조방법을 보여주는 흐름도.
도 11a 내지 도 11f는 도 10의 일 예에 따른 제조방법을 설명하기 위한 광 제어 장치의 단면도들.
도 12a 내지 도 12c는 도 10의 다른 예에 따른 S101 단계를 설명하기 위한 광 제어 장치의 단면도들.
도 13a 내지 도 13f는 도 7의 광 제어 장치의 제조방법을 설명하기 위한 광 제어 장치의 단면도들.
도 14a 내지 도 14d는 도 8의 광 제어 장치의 제조방법을 설명하기 위한 광 제어 장치의 단면도들.
본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. "적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1 항목, 제2 항목 및 제3 항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제1 항목, 제2 항목 또는 제3 항목 각각 뿐만 아니라 제1 항목, 제2 항목 및 제3 항목 중에서 두 개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다. "상에"라는 용어는 어떤 구성이 다른 구성의 바로 상면에 형성되는 경우뿐만 아니라 이들 구성들 사이에 제3의 구성이 개재되는 경우까지 포함하는 것을 의미한다.
이하에서는 본 발명에 따른 광 제어장치, 그를 포함한 투명표시장치, 및 그의 제조방법의 바람직한 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.
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 표시 영역의 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 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 투명표시장치는 투명표시패널(100), 게이트 구동부(120), 소스 드라이브 집적회로(integrated circuit, 이하 "IC"라 칭함)(130), 연성필름(140), 회로보드(150), 타이밍 제어부(160), 광 제어 장치(200), 및 접착층(300)을 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 투명표시장치는 유기발광 표시장치(Organic Light Emitting Display)로 구현된 것을 중심으로 설명하였으나, 액정표시장치(Liquid Crystal Display) 또는 전기영동 표시장치(Electrophoresis display)로도 구현될 수 있다.
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)의 표시 영역(DA)에는 게이트 라인들, 데이터 라인들, 게이트 라인들과 데이터 라인들의 교차 영역들에 배치되는 화소들이 형성된다. 표시 영역(DA)의 화소들은 화상을 표시할 수 있다.
표시 영역(DA)은 도 3과 같이 투과 영역(TA)와 발광 영역(EA)을 포함한다. 투명표시패널(100)은 투과 영역(TA)들로 인해 투명 표시 패널(100)의 배면(背面)에 위치한 사물 또는 배경을 볼 수 있으며, 발광 영역(EA)들로 인해 화상을 표시할 수 있다. 도 3에서는 투과 영역(TA)과 발광 영역(EA)이 게이트 라인 방향(X축 방향)으로 길게 형성된 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 즉, 투과 영역(TA)과 발광 영역(EA)은 데이터 라인 방향(Y축 방향)으로 길게 형성될 수도 있다.
투과 영역(TA)은 입사되는 빛을 거의 그대로 통과시키는 영역이다. 발광 영역(EA)은 빛을 발광하는 영역이다. 발광 영역(EA)은 복수의 화소(P)들을 포함할 수 있으며, 화소(P)들 각각은 도 3과 같이 적색 발광부(RE), 녹색 발광부(GE), 및 청색 발광부(BE)를 포함하는 것을 예시하였지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 화소(P)들 각각은 적색 발광부(RE), 녹색 발광부(GE) 및 청색 발광부(BE) 외에 흰색 발광부를 더 포함할 수도 있다. 또는, 화소(P)들 각각은 적색 발광부(RE), 녹색 발광부(GE), 청색 발광부(BE), 옐로우(yellow) 발광부, 자홍색(magenta) 발광부, 및 청록색(cyan) 발광부 중에 적어도 두 개 이상의 발광부들을 포함할 수 있다.
적색 발광부(RE)는 적색광을 발광하는 영역이고, 녹색 발광부(GE)는 녹색광을 발광하는 영역이며, 청색 발광부(BE)는 청색광을 발광하는 영역이다. 발광 영역(EA)의 적색 발광부(RE), 녹색 발광부(GE), 및 청색 발광부(BE)는 소정의 빛을 발광하며, 입사되는 빛을 투과시키지 않는 비투과 영역에 해당한다.
적색 발광부(RE), 녹색 발광부(GE), 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 뱅크(B)가 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 뱅크(B) 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. 전면 발광 방식에서는 유기층(EL)의 빛이 상부기판(112) 방향으로 발광하므로, 트랜지스터(T)가 뱅크(B)와 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. 그러나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 캐소드 전극(CAT)은 수백 옴스트롱(Å) 이하의 두께로 얇게 형성된 은(Ag), 티타늄(Ti), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 또는 은(Ag)과 마그네슘(Mg)의 합금 중 어느 하나일 수도 있다. 이 경우, 캐소드 전극(CAT)은 반투과층이 되어, 실질적으로 투명한 캐소드로 사용될 수 있다.
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 표시 영역(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 표시 영역(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(60)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(60)는 게이트 제어신호를 게이트 구동부(120)에 공급하고, 소스 제어신호를 소스 드라이브 IC(30)들에 공급한다.
광 제어 장치(200)는 차광 모드에서 입사되는 빛을 차단하고, 투과 모드에서 입사되는 빛을 투과시킬 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 광 제어 장치(200)는 전기변색 장치(Electrochromic Device)일 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 광 제어 장치(200)는 낮은 구동 전압으로 투과 모드에서 차광 모드로 전환하거나 차광 모드에서 투과 모드로 전환할 수 있는 장점이 있다. 또한, 상기 광 제어 장치(200)는 투과 모드에서 차광 모드로 또는 차광 모드에서 투과 모드로 모드 전환 시에만 전압이 인가되면 되므로, 투과 모드를 유지하거나 차광 모드를 유지하기 위해 전압을 지속적으로 인가할 필요가 없는 장점이 있다. 이러한 본 발명의 실시예에 따른 광 제어 장치(200)에 대한 자세한 설명은 도 5 및 도 6을 결부하여 후술하기로 한다.
접착층(300)은 투명표시패널(100)과 광 제어장치(200)를 접착한다. 접착층(300)은 OCA(optically clear adhesive)와 같은 투명접착필름 또는 OCR(optically clear resin)과 같은 투명접착제일 수 있다. 이 경우, 접착층(300)은 투명표시패널(100)과 광 제어장치(200) 사이의 굴절률 매칭을 위해 1.4 내지 1.9 사이의 굴절률을 가질 수 있다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광 제어 장치를 보여주는 사시도이다. 도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광 제어 장치의 일측 단면을 보여주는 단면도이다.
이하에서는 도 5 및 도 6을 결부하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 광 제어 장치를 상세히 설명한다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 광 제어 장치(200)는 제1 베이스 필름(210), 제2 베이스 필름(220), 제1 보조 전극(231)들, 제2 보조 전극(241)들, 제1 절연막(281), 제2 절연막(282), 제1 투명 전극(232), 제2 투명 전극(242), 전기변색층(250), 카운터층(260), 및 전해질층(270)을 포함한다.
제1 베이스 필름(210)과 제2 베이스 필름(220)은 서로 마주보도록 배치된다. 예를 들어, 제1 베이스 필름(210)과 제2 베이스 필름(220)은 TAC(triacetyl cellulose) 또는 DAC(diacetyl cellulose) 등과 같은 셀룰로오스 수지, 노르보르넨 유도체(Norbornene derivatives) 등의 COP(cyclo olefin polymer), COC(cyclo olefin copolymer), PMMA(poly(methylmethacrylate) 등의 아크릴 수지, 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 보조 전극(231)들은 제2 베이스 필름(220)과 마주보는 제1 베이스 필름(210)의 일면 상에 마련된다. 제1 보조 전극(231)들은 제1 투명 전극(232)과 전기적으로 연결되어 제1 투명 전극(232)의 저항을 감소시킨다. 제1 보조 전극(231)들은 제1 베이스 필름(210) 일면에 소정의 간격으로 패터닝된다. 제1 보조 전극(231)들 각각은 소정의 간격을 가지며 서로 이격되어 있다. 이 경우, 제1 보조 전극(231)의 두께는 제1 투명 전극(232)의 두께보다 두꺼울 수 있다. 이러한 제1 보조 전극(231)의 두께는 1㎛ 내지 2㎛의 범위일 수 있다.
제2 보조 전극(241)들은 제1 베이스 필름(210)과 마주보는 제2 베이스 필름(220)의 일면 상에 마련된다. 제2 보조 전극(241)들은 제2 투명 전극(242)과 전기적으로 연결되어 제2 투명 전극(242)의 저항을 감소시킨다. 제2 보조 전극(241)들은 제2 베이스 필름(220)의 일면에 소정의 간격으로 패터닝된다. 제2 보조 전극(241)들 각각은 소정의 간격을 가지며 서로 이격되어 있다. 이 경우, 제2 보조 전극(241)의 두께는 제2 투명 전극(242)의 두께보다 두꺼울 수 있다. 이러한 제2 보조 전극(241)의 두께는 1㎛ 내지 2㎛의 범위일 수 있다. 예를 들어, 제1 보조 전극(231) 및 제2 보조 전극(241)은 구리(Cu) 또는 알루미늄(Al) 등과 같은 불투명 금속 물질일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제1 및 제2 보조 전극(231, 241)들은 투명표시장치의 투과 영역 및 발광 영역에 대응되도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 보조 전극(231, 241)들 각각이 투명표시장치의 투과 영역들 각각에 대응되도록 배치되는 경우, 제1 및 제2 보조 전극(231, 241)들이 불투명한 금속 물질로 형성되기 때문에, 상기 제1 및 제2 보조 전극(231, 241)들의 폭은 육안으로 시인되지 않는 범위 내에서 형성되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 제1 및 제2 보조 전극(231, 241)들의 폭은 0.1㎛ 내지 10㎛의 범위일 수 있다. 그 결과, 본 발명의 실시예는 투과 영역들의 개구부가 감소되는 것을 최소화할 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 보조 전극(231, 241)들이 투명표시패널의 발광 영역에 마련되는 경우, 상기 제1 및 제2 보조 전극(231, 241)들의 폭은 발광 영역의 폭과 같거나 좁을 수 있다. 다만, 제1 및 제2 보조 전극(231, 241)들과 투명표시패널의 발광 영역들을 더 용이하게 정렬(alignment)시키기 위하여, 제1 및 제2 보조 전극(231, 241)들의 폭이 발광 영역의 폭 보다 좁게 형성되는 것이 바람직하다. 이러한, 투과 영역 또는 발광 영역과 제1 및 제2 보조 전극(231, 241)들의 배치관계에 대해서는 도 9를 참조하여 후술기하로 한다.
제1 절연막(281)은 제1 보조 전극(231)들 사이에 마련된다. 제1 절연막(281)은 제1 보조 전극(231)들 사이에 배치된 제1 베이스 필름(210) 상에 마련된다. 이 경우, 제1 절연막(281)의 두께는 제1 보조 전극(231)들의 두께와 동일하거나 얇을 수 있다. 이에 따라, 제1 보조 전극(231)들의 상부는 제1 절연막(281)에 의해 덮이지 않고 노출된다. 노출된 제1 보조 전극(231)들의 상부에는 제1 투명 전극(232)이 마련된다. 제1 보조 전극(231)들의 상부는 제1 투명 전극(232)과 접촉된다.
제2 절연막(282)은 제2 보조 전극(241)들 사이에 마련된다. 제2 절연막(282)은 제2 보조 전극(241)들 사이에 배치된 제2 베이스 필름(220) 상에 마련된다. 이 경우, 제2 절연막(282)의 두께는 제2 보조 전극(241)들의 두께와 동일하거나 얇을 수 있다. 이에 따라, 제2 보조 전극(241)들의 상부는 제2 절연막(282)에 의해 덮이지 않고 노출된다. 노출된 제2 보조 전극(241)들의 상부에는 제2 투명 전극(242)이 마련된다. 제2 보조 전극(241)들의 상부는 제2 투명 전극(242)과 접촉된다. 예를 들어, 제1 절연막(281) 및 제2 절연막(282)은 아크릴계 수지(acryl resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드계 수지(polyamides resin), 폴리이미드계 수지(polyimides resin)등으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
예를 들어, 제1 보조 전극(231)들 사이에 제1 절연막(281)이 구비되지 않는 경우, 제1 투명 전극(232)은 제1 보조 전극(231)들 및 제1 보조 전극(231) 사이에 배치된 제1 베이스 필름(210) 상에 구비될 수 있다. 이 경우, 제1 보조 전극(231)들 각각의 두께로 인하여 제1 보조 전극(231)들 각각의 측면들에서 제1 투명 전극(232)에 균열(crack)이 발생할 수 있다. 또한, 제1 보조 전극(231)의 폭과 비교하여 두께가 두껍기 때문에, 플렉서블한 제1 베이스 필름(210) 상에 제1 보조 전극(231)이 형성할 경우, 제1 보조 전극(231)의 형상을 유지하는 데에 어려움이 있다.
그러나 본 발명의 제1 실시예는 제1 보조 전극(231)들 사이에 제1 절연막(281)이 구비되기 때문에, 제1 투명 전극(232)과 접촉하는 제1 보조 전극(231)들 상면으로부터 제1 절연막(281)들 상면까지의 거리(D1)가 줄어들 수 있다. 즉, 본 발명의 제1 실시예는 제1 보조 전극(231)들 사이에 제1 절연막(281)을 형성하고, 제1 보조 전극(231)들과 제1 절연막(281) 상에 제1 투명 전극을 형성한다. 이로 인해, 본 발명의 실시예는 제1 투명 전극(232)을 평탄하게 형성할 수 있으므로, 제1 보조 전극(231)들 각각의 두께로 인하여 제1 보조 전극(231)들 각각의 측면들에서 제1 투명 전극(232)에 균열(crack)이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 플렉서블한 제1 베이스 필름(210) 상에 폭과 비교하여 두께가 두꺼운 제1 보조 전극(231)이 형성하는 경우, 제1 절연막(281)이 제1 보조 전극(231)을 지지하기 때문에, 제1 보조 전극(231)의 형상이 유지될 수 있다.
제1 투명 전극(232)은 제1 보조 전극(231)들 상에 마련된다. 제1 투명 전극(231)은 제1 보조 전극(231)들 및 제1 보조 전극(231)들 사이에 배치된 제1 절연막(281)들과 접한다. 이 경우, 제1 투명 전극(232)의 두께는 제1 보조 전극(231)들 각각의 두께보다 얇다.
제2 투명 전극(242)은 제2 보조 전극(241)들 상에 마련된다. 제2 투명 전극(241)은 제2 보조 전극(241)들 및 제2 보조 전극(241)들 사이에 배치된 제2 절연막(282)들과 접한다. 이 경우, 제2 투명 전극(242)의 두께는 제2 보조 전극(241)들 각각의 두께보다 얇다.
예를 들어, 제1 투명 전극(232) 및 제2 투명 전극(242)은 은 산화물(예; AgO 또는 Ag2O 또는 Ag2O3), 알루미늄 산화물(예; Al2O3), 텅스텐 산화물(예; WO2 또는 WO3 또는 W2O3), 마그네슘 산화물(예; MgO), 몰리브덴 산화물(예; MoO3), 아연 산화물(예; ZnO), 주석 산화물(예; SnO2), 인듐 산화물(예; In2O3), 크롬 산화물(예; CrO3 또는 Cr2O3), 안티몬 산화물(예; Sb2O3 또는 Sb2O5), 티타늄 산화물(예; TiO2), 니켈 산화물(예;NiO), 구리 산화물(예; CuO 또는 Cu2O), 바나듐 산화물(예; V2O3 또는 V2O5), 코발트 산화물(예; CoO), 철 산화물(예; Fe2O3 또는 Fe3O4), 니오븀 산화물(예; Nb2O5), 인듐 주석 산화물(예; Indium Tin Oxide, ITO), 인듐 아연 산화물(예; Indium Zinc Oxide, IZO), 알루미늄 도핑된 아연 산화물(예; Aluminium doped Zinc Oxide, ZAO), 알루미늄 도핑된 주석 산화물(예; Aluminum Tin Oxide, TAO) 또는 안티몬 주석 산화물(예; Antimony Tin Oxide, ATO)일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 제1 실시예에는 제1 투명 전극(232)과 제1 베이스 필름(210) 사이에 제1 투명 전극(232)과 전기적으로 연결된 제1 보조 전극(231)이 구비되고, 제2 투명 전극(242)과 제2 베이스 필름(220) 사이에 제2 투명 전극(242)과 전기적으로 연결된 제2 보조 전극(241)이 구비되기 때문에, 제1 및 제2 투명 전극(232, 242)만 구비된 종래와 비교하여, 제1 및 제2 투명 전극(232, 242)의 면저항을 줄일 수 있다. 따라서, 본 발명의 제1 실시예는 투과 모드에서 차광 모드로의 변경 또는 차광 모드에서 투과 모드로의 변경에 걸리는 시간을 줄일 수 있다.
전기변색층(250), 카운터층(260), 및 전해질층(270)은 제1 투명 전극(232)과 제2 투명 전극(242)들에 전압이 인가되면 전기화학적 산화환원 반응이 일어나며, 이로 인해 전기변색층(250)의 색이 변하게 된다.
예를 들어, 제1 투명 전극(232)에 네거티브 전압이 인가되고 제2 투명 전극(242)에 포지티브 전압이 인가되면, 전기변색층(250)에서는 환원 반응이 일어나고, 카운터층(260)에서는 산화 반응이 일어난다. 전기변색층(250)은 환원 반응에 의해 블랙과 같은 소정의 색으로 변하게 되므로, 입사되는 빛을 차광할 수 있다. 즉, 광 제어 장치(200)는 입사되는 빛을 차광하는 차광 모드를 구현할 수 있다.
또한, 제1 투명 전극(232)에 포지티브 전압이 인가되고 제2 투명 전극(242)에 네거티브 전압이 인가되면, 전기변색층(250)에서는 산화 반응이 일어나고, 카운터층(260)에 서는 환원 반응이 일어난다. 전기변색층(250)은 산화 반응에 의해 투명하게 변하게 되므로, 입사되는 빛을 그대로 통과시킬 수 있다. 즉, 광 제어장치(200)는 입사되는 빛을 투과시키는 투과 모드를 구현할 수 있다.
전기변색층(250)은 제1 투명 전극(232)과 제2 투명 전극(242) 사이에 배치된다. 전기변색층(250)은 투명 도전성 산화물(Transparent Conductive Oxides, TCO)과 같은 코어 물질과 코어 물질에 결합된 전기변색물질을 포함할 수 있다. 코어 물질은 TiO2, In2O3, SnO2, RuO2, 또는 ITO에 TiO2를 표면처리한 물질일 수 있다. 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)일 수 있다. 전기변색층(250)의 차광 기능을 높이기 위해 코어 물질에는 환원 반응에 의해 다양한 색을 띠게 되는 전기변색물질들이 결합되는 것이 바람직하다.
카운터층(260)은 제1 투명 전극(232) 상에 마련된다. 카운터층(260)은 전기변색층(250)이 산화 환원 반응을 원활하게 할 수 있도록 보조하는 층에 해당한다. 카운터층(260)은 산화 반응이 일어나는 경우 소정의 색을 흡수함으로써 소정의 색을 띠게 되며, 환원 반응에 의해 투명하게 변하는 카운터 물질을 포함할 수 있다. 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. 이러한 카운터층(260)은 생략될 수도 있다.
전해질층(270)은 전해질, 폴리머, 및 UV 개시제를 포함할 수 있다. 전해질은 Lithium perchlorate, t-butylammoinum perchlorate, t-butylammoinum-tfluoroborate, 또는 tetrabutylammonium trifluoromethanesulfonate일 수 있다. 폴리머는 아크릴레이트계, 폴리에스테르계, 또는 에폭시계 폴리머일 수 있다. UV 개시제는 벤조인에테르류, 또는 아민류일 수 있다. 전해질층(270)은 점성을 갖는 액체 상태로 도포된 후 UV 경화하여 형성될 수 있다. 전해질층(270)은 전기변색층(250)과 카운터층(260)이 산화 환원 반응이 가능하도록 양이온과 음이온을 제공한다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 광 제어 장치의 일측 단면을 보여주는 단면도이다. 본 발명의 제2 실시예에 따른 광 제어 장치는 제1 베이스 필름의 일면에 제1 보조 전극이 삽입되고, 제1 베이스 필름과 마주보는 제2 베이스 필름의 일면에 제2 보조 전극 삽입되며, 제1 절연막과 제2 절연막이 구비되지 않는 것을 제외하고는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광 제어 장치와 동일하다. 따라서, 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하였고, 각각의 구성의 재료 및 구조 등에 있어서 반복되는 부분에 대한 중복 설명은 생략된다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 제1 베이스 필름(210)은 음각의 제1 삽입홀(210a)들을 포함한다. 제1 삽입홀(210a)들은 제2 베이스 필름(220)과 마주보는 제1 베이스 필름(210)의 일면 상에 마련된다. 제1 보조 전극(231)들 각각은 상기 제1 삽입홀(210a)들 각각에 삽입된다. 제1 투명 전극(232)은 제1 베이스 필름(210)의 일면 및 제1 보조 전극(231)들 상에 배치된다.
또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 제2 베이스 필름(220)은 음각의 제2 삽입홀(220a)들을 포함한다. 제2 삽입홀(220a)들은 제1 베이스 필름(210)과 마주보는 제2 베이스 필름(220)의 일면 상에 마련된다. 제2 보조 전극(241)들 각각은 상기 제2 삽입홀(220a)들 각각에 삽입된다. 제2 투명 전극(242)은 제2 베이스 필름(220)의 일면 및 제2 보조 전극(241)들 상에 배치된다.
본 발명의 제2 실시예에는 제1 투명 전극(232)과 제1 베이스 필름(210)에 삽입된 제1 보조 전극(231) 전기적으로 연결되고, 제2 투명 전극(242)과 제2 베이스 필름(220)에 삽입된 제2 보조 전극(241)이 전기적으로 연결되기 때문에, 제1 및 제2 투명 전극(232, 242)만 구비된 종래와 비교하여, 제1 및 제2 투명 전극(232, 242)의 면저항을 줄일 수 있다. 따라서, 본 발명의 제2 실시예는 투과 모드에서 차광 모드로의 변경 또는 차광 모드에서 투과 모드로의 변경에 걸리는 시간을 줄일 수 있다.
또한, 본 발명의 제2 실시예는 제1 보조 전극(231)들이 제1 베이스 필름(210)에 삽입되기 때문에, 제1 투명 전극(232)과 접촉하는 제1 보조 전극(231)들 상면으로부터 제1 베이스 필름(210) 상면까지의 거리(D2)가 줄어들 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예는 제1 베이스 필름(210) 내에 제1 보조 전극(231)들을 삽입하기 때문에, 제1 투명 전극(232)을 평탄하게 형성할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제2 실시예는 제1 보조 전극(231)들 각각의 두께로 인하여 제1 보조 전극(231)들 각각의 측면들에서 제1 투명 전극(232)에 균열(crack)이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 제1 보조 전극(231)이 제1 베이스 필름(210)에 삽입되기 때문에, 폭과 비교하여 두께가 두꺼운 제1 보조 전극(231)의 형상이 유지될 수 있다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 광 제어 장치의 일측 단면을 보여주는 단면도이다. 본 발명의 제3 실시예에 따른 광 제어 장치는 제1 및 제2 투명 전극의 두께가 제1 및 제2 보조 전극의 두께보다 두껍고, 제1 절연막과 제2 절연막이 구비되지 않는 것을 제외하고는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광 제어 장치와 동일하다. 따라서, 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하였고, 각각의 구성의 재료 및 구조 등에 있어서 반복되는 부분에 대한 중복 설명은 생략된다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 제1 투명 전극(232)은 제1 보조 전극(231)들의 상에 마련된다. 이 경우, 제1 투명 전극(232)의 두께는 제1 보조 전극(231)들의 두께보다 두꺼울 수 있다. 제2 투명 전극(242)은 제2 보조 전극(241)들의 상에 마련된다. 이 경우, 제2 투명 전극(242)의 두께는 제2 보조 전극(241)들의 두께보다 두꺼울 수 있다.
본 발명의 제3 실시예에는 제1 투명 전극(232)과 제1 베이스 필름(210)에 상에 마련된 제1 보조 전극(231) 전기적으로 연결되고, 제2 투명 전극(242)과 제2 베이스 필름(220)에 상에 마련된 제2 보조 전극(241)이 전기적으로 연결되기 때문에, 제1 및 제2 투명 전극(232, 242)만 구비된 종래와 비교하여, 제1 및 제2 투명 전극(232, 242)의 면저항을 줄일 수 있다.
예를 들어, 제1 보조 전극(231)들이 투과 영역(TA)에 마련되는 경우, 제1 보조 전극(231)의 폭이 10㎛를 초과하면 투명표시장치의 투과율이 감소될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 보조 전극(231)들 각각의 폭은 0.1㎛ 내지 10㎛의 범위로 설정될 수 있다. 이 경우, 제1 보조 전극(231)과 연결되는 제1 투명 전극(232)의 면저항을 줄이기 위하여, 제1 보조 전극(231)의 두께를 증가시킬 수 있다. 제1 투명 전극(232)의 두께가 제1 보조 전극(231)들의 두께보다 얇은 경우, 제1 보조 전극(231)들 상에 마련된 제1 투명 전극(232)과 제1 베이스 필름(210) 상에 마련된 제1 투명 전극(232) 사이에 단차 발생할 수 있다. 이 경우, 제1 투명 전극(232)이 균일하게 증착되기 어려울 수 있으며, 제1 투명 전극(232)의 표면에 균열(crack)이 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위하여 본 발명의 제3 실시예는 제1 투명 전극(232)의 두께를 제1 보조 전극(231)들의 두께보다 두껍게 형성한다. 이에 따라, 제1 투명 전극(232)의 표면이 균일하게 형성될 수 있으며, 제1 투명 전극(232)의 두께가 증가하기 때문에, 면저항이 추가로 줄어들 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 광 제어 장치의 제1 보조 전극들과 투명표시패널의 표시 영역의 배치관계를 보여주는 예시도면이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 제1 보조 전극(231)들 각각은 제1 방향(X축 방향)으로 배치된 제1 보조 라인(231a)들과 상기 제1 방향(X축 방향)과 교차하는 제2 방향(Y축 방향)으로 배치된 제2 보조 라인(231b)들을 포함한다. 이 경우, 제1 보조 라인(231a)들은 표시 영역(DA)의 발광 영역(EA)에 대응되도록 배치된다. 본 발명의 실시예에 따른 제1 보조 라인(231a)들의 폭(W2)은 발광 영역(EA)의 폭(W1)과 동일하거나 좁을 수 있다. 다만, 제1 보조 라인(231a)들의 폭(W2)이 발광 영역(EA)의 폭(W1)이 동일한 경우, 제1 보조 라인(231a)들과 발광 영역(EA)들을 정렬(alignment)시키기 어려운 문제점이 있다. 이에 따라, 광 제어 장치(200)에 의해 광이 제어되지 않는 영역이 투명표시패널의 투과 영역(TA)에 대응될 수 있다. 이 경우, 차광 모드에서 투명표시패널의 투과 영역(TA)에 빛샘이 발생될 수 있다. 따라서, 제1 보조 라인(231a)들의 폭(W2)은 발광 영역(EA)의 폭(W1) 보다 좁게 구비하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 광 제어장치에 의해 광이 제어되지 않는 영역으로 인하여 투명표시패널의 투과 영역(TA)에 빛샘이 발생하는 문제를 방지할 수 있다.
제2 보조 라인(231b)들은 표시 영역(DA)의 투과 영역(TA)에 배치된다. 이 경우, 제2 보조 라인(231b)의 폭(W3)은 제1 보조 라인(231a)들의 폭(W2) 보다 좁다. 제2 보조 라인(231b)들이 투명표시장치의 투과 영역(TA)들 각각에 대응되도록 배치되는 경우, 제2 보조 라인(231b)들이 불투명한 금속 물질로 형성되기 때문에, 상기 제2 보조 라인(231b)들의 폭은 육안으로 시인되지 않는 범위 내에서 형성되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 제2 보조 라인(231b)의 폭(W3)은 0.1㎛ 내지 10㎛ 의 범위일 수 있다. 즉, 제2 보조 라인(231b)의 폭(W3)이 0.1㎛ 내지 10㎛ 의 범위일 경우, 광 제어 장치의 투과 모드에서 투과율을 저하시키지 않으면서, 제1 투명 전극(232)의 면저항을 줄일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 제2 보조 전극(241)들 각각은 제1 방향(X축 방향)으로 배치된 제3 보조 라인(241a)들과 상기 제1 방향(X축 방향)과 교차하는 제2 방향(Y축 방향)으로 배치된 제4 보조 라인(241b)들을 포함한다. 상기 제3 보조 라인(241a)들은 제1 보조 라인(231a)들과 대응되도록 배치되어, 제2 투명 전극(240)의 면저항을 감소시킨다. 상기 제4 보조 라인(241b)들은 제2 보조 라인(231b)들과 대응되도록 배치되어, 제2 투명 전극(240)의 면저항을 감소시킨다.
정리하자면, 본 발명의 실시예는 제1 방향(X축 방향)으로 배치되는 제1 보조 라인(231a)들 및 제3 보조 라인(241a)들과 제1 방향(X축 방향)과 교차되는 제2 방향(Y축 방향)으로 배치되는 제2 보조 라인(231b)들 및 제4 보조 라인(241b)들을 포함한다. 이 경우, 제1 내지 제4 보조 라인들(231a, 231b, 241a, 241b)로는 저항이 낮은 불투명 금속 물질이 이용될 수 있다. 이에 따라, 제1 투명 전극(232)과 제2 투명 전극(242)에 저항을 감소시킬 수 있다. 그 결과, 제1 투명 전극(232)과 제2 투명 전극(242)에 전압이 충전되는 시간을 줄일 수 있으므로, 광 제어 장치(200)가 투과 모드에서 차광 모드로 변경하는데 걸리는 시간 또는 차광 모드에서 투과 모드로 변경하는데 걸리는 시간을 줄일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예는 제1 및 제3 보조 라인들(231a, 241a)을 투명표시패널의 발광 영역(EA)들에 대응되게 배치한다. 그 결과, 본 발명의 실시예는 제1 및 제3 보조 라인들(231a, 241a)로 인하여 투과 영역(TA)들의 개구부가 감소되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예는 제2 및 제4 보조 라인들(231b, 241b)의 폭을 제1 및 제3 보조 라인들(231a, 241a)의 폭보다 좁게 형성한다. 그 결과, 본 발명의 실시예는 제2 및 제4 보조 라인들(231b, 241b)이 투과 영역(TA)들에 형성되더라도 투과 영역(TA)들의 개구부가 감소되는 것을 최소화할 수 있다.
도 10은 도 6에 따른 광 제어 장치의 제조방법을 보여주는 흐름도이다. 도 11a 내지 도 11f는 도 10의 일 예에 따른 제조방법을 설명하기 위한 광 제어 장치의 단면도들이다. 이하에서는, 도 10 및 도 11a 내지 도 11f를 결부하여 일 예에 따른 제조방법을 설명한다.
첫 번째로, 도 11a와 같이 제1 베이스 필름(210)의 일면 상에 소정의 간격으로 제1 보조 전극(231)들을 패터닝하고, 제2 베이스 필름(220)의 일면 상에 소정의 간격으로 제2 보조 전극(241)들을 패터닝한다.
제1 및 제2 보조 전극들(231, 241)은 입사되는 빛을 차단하기 때문에, 제1 및 제2 보조 전극들(231, 241)로 인한 광 손실을 최소화하기 위해 투명표시장치의 발광 영역(EA)들에 대응되도록 형성되는 것이 바람직하다. 그러나, 본 발명의 실시예에서는 제1 및 제2 보조 전극(231, 232)들의 폭이 0.1㎛ 내지 10㎛ 범위이기 때문에, 제1 및 제2 보조 전극(231, 232)들은 투과 영역(TA)에 형성될 수도 있다. (도 10의 S101)
두 번째로, 도 11b 및 도 11c와 같이 제1 보조 전극(231)들 상에 제1 절연물질(281a)을 도포한 후, 에싱(ashing)하여 제1 보조 전극(231)들 사이에 제1 절연막(281)을 형성한다. 또한, 제2 보조 전극(241)들 상에 제2 절연물질(282a)을 도포한 후, 에싱(ashing)하여 제2 보조 전극(241)들 사이에 제2 절연막(282)을 형성한다.
세 번째로, 도 11d와 같이 제1 보조 전극(231)들 및 제1 절연막(281)을 덮도록 제1 투명 전극(232)을 형성하고, 제2 보조 전극(241)들 및 제2 절연막(282)을 덮도록 제2 투명 전극(242)을 형성한다.
제1 보조 전극(231)의 단위 면적당 저항 값은 제1 투명 전극(232)의 단위 면적당 저항값 보다 작으며, 제1 보조 전극(231)을 형성함으로써 제1 투명 전극(232)이 형성되는 면적을 줄일 수 있으므로, 제1 투명 전극(232)의 저항값을 낮출 수 있는 효과가 있다. 제1 투명 전극(232)의 저항값을 낮춤으로써 제1 투명 전극(232)에 전압이 인가되는 시간을 줄일 수 있으므로, 전기변색층(250)이 변색되는 시간을 줄일 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예는 광 제어 장치(200)가 투과 모드에서 차광 모드로 변경하는데 걸리는 시간 또는 차광 모드에서 투과 모드로 변경하는데 걸리는 시간을 줄일 수 있다.
또한, 제2 보조 전극(241)의 단위 면적당 저항값은 제2 투명 전극(242)의 단위 면적당 저항값 보다 작으며, 제2 보조 전극(241)을 형성함으로써 제2 투명 전극(242)이 형성되는 면적을 줄일 수 있으므로, 제2 전극(240)의 저항값을 낮출 수 있는 효과가 있다. 제2 전극(240)의 저항값을 낮춤으로써 제2 전극(240)에 전압이 인가되는 시간을 줄일 수 있으므로, 전기변색층(250)이 변색되는 시간을 줄일 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예는 광 제어 장치(200)가 투과 모드에서 차광 모드로 변경하는데 걸리는 시간 또는 차광 모드에서 투과 모드로 변경하는데 걸리는 시간을 줄일 수 있다. (도 10의 S102)
네 번째로, 도 11e와 같이 제1 투명 전극(232) 상에 카운터층(260)을 형성하고, 제2 투명 전극(242) 상에 전기변색층(250)을 형성한다.
카운터층(260)은 제1 투명 전극(232) 상에 카운터 물질을 도포하거나 스프레이 분사하여 형성할 수 있다. 카운터층(260)은 전기변색층(250)이 산화 환원 반응을 원활하게 할 수 있도록 보조하는 층에 해당하며, 생략될 수도 있다.
전기변색층(250)은 제2 투명 전극(242) 상에 코어 물질층을 형성하고 코어 물질층을 전기변색물질에 담가 형성할 수 있다. 전기변색물질은 비올로겐(viologen)일 수 있다. (도 10의 S103)
마지막으로, 도 11f와 같이 전기변색층(250)과 카운터층(260) 사이에 전해질층(270)을 형성한다. 구체적으로, 카운터층(260) 상에 액체 상태의 전해질, 폴리머, 및 UV 개시제를 포함하는 물질을 도포하고, 전기변색층(250)을 상기 액체 상태의 물질 상에 배치한 후 자외선(UV) 경화하여 전해질층(270)을 형성한다. 이 경우, 전해질층(270)의 폴리머는 경화되면서 전기변색층(250)과 카운터층(260)을 접착하는 역할을 할 수 있다. 즉, 상기 액체 상태의 전해질을 경화하여 상기 제1 베이스 필름(210)과 제2 베이스 필름(220)을 합착할 수 있다. (도 10의 S104)
도 12a 내지 도 12c는 도 10의 다른 예에 따른 S101 단계를 설명하기 위한 광 제어 장치의 단면도들이다. 본 발명의 다른 예에 따른 광 제어 장치의 제조방법은 도 10의 S101 단계를 제외하고는 본 발명의 일 예에 따른 광 제어장치의 제조방법과 동일하다. 따라서, 이하에서는 도 10 및 도 12a 내지 도 12c를 결부하여 다른 예에 따른 S101 단계를 설명한다.
첫 번째로, 도 12a와 같이 제1 베이스 필름(210)의 일면 상에 소정의 간격으로 제1 절연막(281)들을 패터닝하고, 제2 베이스 필름(220)의 일면 상에 소정의 간격으로 제2 절연막(282)들을 패터닝한다.
두 번째로, 도 12b 및 도 12c와 같이 제1 절연막(281)들 상에 제1 보조 전극물질(231a)을 도포한 후, 에칭(etching)하여 제1 보조 전극(231)들을 형성한다. 이에 따라, 제1 절연막(281)들 각각은 제1 보조 전극(231)들 사이에 배치된다. 또한, 제2 절연막(282)들 상에 제2 보조 전극물질(241a)을 도포한 후, 에칭(etching)하여 제2 보조 전극(241)들을 형성한다. 이에 따라, 제2 절연막(282)들 각각은 제2 보조 전극(241)들 사이에 배치된다.
본 발명의 다른 예에 따른 제조 방법에 의해 제조된 광 제어 장치는 본 발명의 일 예에 따른 제조 방법에 의해 제조된 광 제어 장치와 동일한 효과를 제공할 수 있다. 즉, 광 제어 장치(200)가 투과 모드에서 차광 모드로 변경하는데 걸리는 시간 또는 차광 모드에서 투과 모드로 변경하는데 걸리는 시간을 줄일 수 있다.
도 13a 내지 도 13f는 도 7의 광 제어 장치의 제조방법을 설명하기 위한 광 제어 장치의 단면도들이다.
첫 번째로, 도 13a와 같이 제1 베이스 필름(210)의 일면 상에 소정의 간격으로 제1 삽입홀(210a)들을 형성하고, 제2 베이스 필름(220)의 일면 상에 소정의 간격으로 제2 삽입홀(220a)들을 형성한다. 제1 및 제2 삽입홀(210a, 220a)들은 레이저(laser)를 이용하여 형성될 수 있다.
두 번째로, 도 13b 및 도 13c와 같이 제1 베이스 필름(210) 상에 제1 보조 전극물질(231a)을 도포한 후, 에칭(etching)하여 제1 보조 전극(231)들을 형성한다. 이에 따라, 제1 보조 전극(231)들 각각은 제1 삽입홀(210a)들 각각에 삽입될 수 있다. 또한, 제2 베이스 필름(220) 상에 제2 보조 전극물질(241a)을 도포한 후, 에칭(etching)하여 제2 보조 전극(241)들을 형성한다. 이에 따라, 제2 보조 전극(241)들 각각은 제2 삽입홀(220a)들 각각에 삽입될 수 있다.
세 번째로, 도 13d와 같이 제1 보조 전극(231)들 및 제1 베이스 필름(210)을 덮도록 제1 투명 전극(232)을 형성하고, 제2 보조 전극(241)들 및 제2 베이스 필름(220)을 덮도록 제2 투명 전극(242)을 형성한다.
네 번째로, 도 13e와 같이 제1 투명 전극(232) 상에 카운터층(260)을 형성하고, 제2 투명 전극(242) 상에 전기변색층(250)을 형성한다.
마지막으로, 도 13f와 같이 제1 카운터층(260)에 액체 상태의 전해질을 도포하고 상기 액체 상태의 전해질 상에 전기변색층(250)을 배치한 후, 상기 액체 상태의 전해질을 경화하여 제1 베이스 필름(210)과 제2 베이스 필름(220)을 합착한다.
도 14a 내지 도 14d는 도 8의 광 제어 장치의 제조방법을 설명하기 위한 광 제어 장치의 단면도들이다.
첫 번째로, 도 14a와 같이 제1 베이스 필름(210)의 일면 상에 소정의 간격으로 제1 보조 전극(231)들을 패터닝하고, 제2 베이스 필름(220)의 일면 상에 소정의 간격으로 제2 보조 전극(241)들을 패터닝한다.
두 번째로, 도 14b와 같이 제1 보조 전극(231)들을 덮도록 제1 투명 전극(232)을 형성하고, 제2 보조 전극(241)들을 덮도록 제2 투명 전극(242)을 형성한다. 이 경우, 제1 투명 전극(232)의 두께는 제1 보조 전극(231)의 두께보다 두껍게 형성되고, 제2 투명 전극(242)의 두께는 제2 보조 전극(241)의 두께보다 두껍게 형성된다. 이에 따라, 제1 및 제2 투명 전극(232, 242)의 표면이 균일하게 형성될 수 있으며, 면저항이 줄어들 수 있다.
세 번째로, 도 14c와 같이 제1 투명 전극(232) 상에 카운터층(260)을 형성하고, 제2 투명 전극(242) 상에 전기변색층(250)을 형성한다.
마지막으로, 도 14d와 같이 제1 카운터층(260)에 액체 상태의 전해질을 도포하고 상기 액체 상태의 전해질 상에 전기변색층(250)을 배치한 후, 상기 액체 상태의 전해질을 경화하여 제1 베이스 필름(210)과 제2 베이스 필름(220)을 합착한다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사항을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 투명표시패널
111: 하부 기판 112: 상부 기판
120: 게이트 구동부 130: 소스 드라이브 IC
140: 연성필름 150: 회로보드
160: 타이밍 제어부 200: 광 제어 장치
210: 제1 베이스 필름 220: 제2 베이스 필름
231: 제1 보조 전극 241: 제2 보조 전극
232: 제1 투명 전극 242: 제2 투명 전극
250: 전기변색층 260: 카운터층
270: 전해질층 300: 접착층

Claims (15)

  1. 제1 베이스 필름과 제2 베이스 필름;
    상기 제2 베이스 필름과 마주보는 상기 제1 베이스 필름의 일면 상에 배치되고 소정의 간격으로 패터닝되는 제1 보조 전극들;
    상기 제1 베이스 필름과 마주보는 상기 제2 베이스 필름의 일면 상에 배치되고 소정의 간격으로 패터닝되는 제2 보조 전극들;
    상기 제1 보조 전극들 상에 배치되는 제1 투명 전극;
    상기 제2 보조 전극들 상에 배치되는 제2 투명 전극; 및
    상기 제1 투명 전극과 제2 투명 전극 사이에 배치된 전기변색층을 포함하고,
    상기 제1 베이스 필름은 상기 일면에 형성된 음각의 제1 삽입홀들을 포함하고,
    상기 제2 베이스 필름은 상기 일면에 형성된 음각의 제2 삽입홀들을 포함하며,
    상기 제1 보조 전극들 각각은 상기 제1 삽입홀들 및 상기 제1 투명 전극에 삽입되고,
    상기 제2 보조 전극들 각각은 상기 제2 삽입홀들 및 상기 제2 투명 전극에 삽입되고,
    상기 제1 삽입홀들 각각의 깊이는 상기 제 1 보조전극이 상기 제1 투명 전극에 삽입된 깊이보다 크고,
    상기 제 2 삽입홀들 각각의 깊이는 상기 제 2 보조전극이 상기 제2 투명 전극에 삽입된 깊이보다 크며,
    상기 제 1 보조전극은 상기 제 1 투명전극과 직접 접촉하고,
    상기 제 2 보조전극은 상기 제 2 투명전극과 직접 접촉하는 광 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 보조 전극들 각각의 두께는 상기 제1 투명 전극의 두께보다 두껍고, 상기 제2 보조 전극들 각각의 두께는 상기 제2 투명 전극의 두께보다 두꺼운 광 제어 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 투명 전극은 상기 제1 베이스 필름의 일면과 상기 제1 보조 전극들과 접하고,
    상기 제2 투명 전극은 상기 제2 베이스 필름의 일면과 상기 제2 보조 전극들과 접하는 광 제어 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 투명 전극들의 두께는 제1 보조 전극들의 두께보다 두껍고, 상기 제2 투명 전극들의 두께는 제2 보조 전극들의 두께보다 두꺼운 광 제어 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 보조 전극들 각각은 제1 방향으로 배치된 제1 보조 라인들과 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 배치된 제2 보조 라인들을 포함하고,
    상기 제2 보조 라인들 각각의 폭은 상기 제1 보조 라인들 각각의 폭보다 좁은 광 제어 장치.
  10. 투과 영역들과 발광 영역들을 포함하는 투명표시패널; 및
    상기 투명표시패널의 적어도 일면에 배치된 광 제어 장치를 포함하고,
    상기 광 제어 장치는
    제1 베이스 필름과 제2 베이스 필름;
    상기 제2 베이스 필름과 마주보는 상기 제1 베이스 필름의 일면 상에 배치되고 소정의 간격으로 패터닝되는 제1 보조 전극들;
    상기 제1 베이스 필름과 마주보는 상기 제2 베이스 필름의 일면 상에 배치되고 소정의 간격으로 패터닝되는 제2 보조 전극들;
    상기 제1 보조 전극들 상에 배치되는 제1 투명 전극;
    상기 제2 보조 전극들 상에 배치되는 제2 투명 전극; 및
    상기 제1 투명 전극과 제2 투명 전극 사이에 배치된 전기변색층을 포함하고,
    상기 제1 베이스 필름은 상기 일면에 형성된 음각의 제1 삽입홀들을 포함하고,
    상기 제2 베이스 필름은 상기 일면에 형성된 음각의 제2 삽입홀들을 포함하며,
    상기 제1 보조 전극들 각각은 상기 제1 삽입홀들 및 상기 제1 투명 전극에 삽입되고,
    상기 제2 보조 전극들 각각은 상기 제2 삽입홀들 및 상기 제2 투명 전극에 삽입되고,
    상기 제1 삽입홀들 각각의 깊이는 상기 제 1 보조전극이 상기 제1 투명 전극에 삽입된 깊이보다 크고,
    상기 제 2 삽입홀들 각각의 깊이는 상기 제 2 보조전극이 상기 제2 투명 전극에 삽입된 깊이보다 크며,
    상기 제 1 보조전극은 상기 제 1 투명전극과 직접 접촉하고,
    상기 제 2 보조전극은 상기 제 2 투명전극과 직접 접촉하는 투명표시장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제1 보조 전극들 각각은 제1 방향으로 배치된 제1 보조 라인들과 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 배치된 제2 보조 라인들을 포함하고,
    상기 제2 보조 라인들 각각의 폭은 상기 제1 보조 라인들 각각의 폭보다 좁은 투명표시장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 제2 보조 전극들 각각은 제1 방향으로 배치된 제3 보조 라인들과 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 배치된 제4 보조 라인들을 포함하고,
    상기 제4 보조 라인들 각각의 폭은 상기 제3 보조 라인들 각각의 폭보다 좁은 투명표시장치.
  13. 제1 베이스 필름 상에 소정의 간격으로 제1 보조 전극들을 패터닝하고, 제2 베이스 필름 상에 소정의 간격으로 제2 보조 전극들을 패터닝하는 단계;
    상기 제1 보조 전극들 상에 제1 투명 전극을 형성하고, 상기 제2 보조 전극들 상에 제2 투명 전극을 형성하는 단계;
    상기 제1 투명 전극 상에 카운터층을 형성하고, 상기 제2 투명 전극 상에 전기변색층을 형성하는 단계; 및
    상기 카운터층에 액체 상태의 전해질을 도포하고 상기 액체 상태의 전해질 상에 상기 전기변색층을 배치한 후, 상기 액체 상태의 전해질을 경화하여 상기 제1 베이스 필름과 제2 베이스 필름을 합착하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 베이스 필름 상에 소정의 간격으로 제1 보조 전극들을 패터닝하고, 제2 베이스 필름 상에 소정의 간격으로 제2 보조 전극들을 패터닝하는 단계는,
    상기 제1 베이스 필름의 일면에 음각의 제1 삽입홀들을 형성하고, 상기 제2 베이스 필름의 일면에 음각의 제2 삽입홀들을 형성하는 단계; 및
    상기 제1 삽입홀들이 형성된 상기 제1 베이스 필름의 일면 상에 제1 보조 전극물질을 도포한 뒤 패터닝하여 상기 제1 삽입홀들 각각에 삽입된 제1 보조 전극들 각각을 형성하고, 상기 제2 삽입홀들이 형성된 상기 제2 베이스 필름의 일면 상에 제2 보조 전극물질을 도포한 뒤 패터닝하여 상기 제2 삽입홀들 각각에 삽입된 제2 보조 전극들 각각을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 보조 전극들 각각은 상기 제1 삽입홀들 및 상기 제1 투명 전극에 삽입되고,
    상기 제2 보조 전극들 각각은 상기 제2 삽입홀들 및 상기 제2 투명 전극에 삽입되고,
    상기 제1 삽입홀들 각각의 깊이는 상기 제 1 보조전극이 상기 제1 투명 전극에 삽입된 깊이보다 크고,
    상기 제 2 삽입홀들 각각의 깊이는 상기 제 2 보조전극이 상기 제2 투명 전극에 삽입된 깊이보다 크며,
    상기 제 1 보조전극은 상기 제 1 투명전극과 직접 접촉하고,
    상기 제 2 보조전극은 상기 제 2 투명전극과 직접 접촉하는 광 제어 장치의 제조방법.
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