KR20030003276A - 유연한 액정 디스플레이 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 유연한 물질로 제조되는 제 1 및 제 2 기판(2, 3)을 갖는 액정 디스플레이 디바이스(1)에 관한 것이다. 액정 물질은 기판(2, 3) 사이에 배치된다. 기판은 서로 셀 인클로저(8)의 어레이를 형성하며, 각각은 일정한 양의 액정(6)을 포함한다. 더욱이, 상기 셀 인클로저(8) 각각은 중간의 유연한 부분(7)에 의해 인접한 인클로저로부터 분리된다.

Description

유연한 액정 디스플레이{FLEXIBLE LIQUID CRYSTAL DISPLAY}

오늘날, 액정 기술을 이용하는 여러 종류의 디스플레이에 대한 수요가 급격히 증가하고 있다. 이러한 디스플레이 대부분은, 경질 유리 물질(rigid glass material)에 의해 공통적으로 제조된 2개의 평면 기판과, 상기 기판 사이에 배열된 액정 물질 층을 포함한다. 유리 기판은, 동일한 크기의 스페이서(spacers)가 기판 사이에 위치되어, 이를 통해 기판 사이에 약간 일정한 갭(gap)을 생성함으로써 서로 분리된다. 더욱이, 액정 물질을 통해 전기장을 생성하기 위한 전극 수단이 제공되고, 그 때 기판 조립체는 디스플레이를 생성하기 위해 교차된 편광자 사이에 위치한다. 이를 통해, 액정 디스플레이에서의 광학 변화는 전압을 전극 수단에 인가함으로써 생성될 수 있으며, 이에 의해, 전극 사이에 배치된 액정 물질의 광학 특성은 변경될 수 있다.

그러나, 이러한 종류의 디스플레이가 갖는 문제는, 유리 기판으로 인해 기판이 매우 딱딱해지고 무거워지며, 휨 응력(bending stresses)에 대한 매우 낮은 허용 오차(tolerance)를 나타낸다는 점이다. 휨 모멘트(bending moments)를 받아서, 디스플레이는, 기판 사이의 갭이 변한다는 점으로 인해 넓은 면적에 걸쳐 디스플레이 이미지를 손실하는 경향이 있는데, 이것은 액정 물질이 구부려지는 영역(bending area)으로부터 유출하도록 하여, 액정 층의 두께를 변경시키는 결과를 초래한다. 더욱이, 유리가 깨지기 쉬운 물질이기 때문에, 또한 파손될 위험이 있다. 유리 기판을 사용하는 것에 대한 추가 단점은, 유리 기판이 조심스럽게 다루어져야 한다는 점으로 인해 제조 절차가 복잡해진다는 것이다.

따라서, 더 유연하거나 심지어 구부릴 수 있는 디스플레이를 원할 때, 유리 기판을 사용하는 디스플레이는 그다지 적합하지 않다.

전술한 유리 기판을 플라스틱과 같은 덜 깨지기 쉬운 물질의 기판으로 교체하는 기술 분야에서 약간의 노력이 이루어져왔다. 플라스틱 기판은 훨씬 가볍고 쉽게 깨지지 않는 디스플레이를 제공한다. 플라스틱 기판을 사용하는 하나의 디스플레이가 특허 공보(US-5 399 390)에 기재되어 있다. 그러나, 플라스틱 기판의 선천적인 유연성은 기존의 방식으로 액정 디스플레이를 제조하려고 할 때 문제가 발생한다. 예를 들어, 기판 사이의 이격(spacing)은 우수한 화상 재생을 하는 디스플레이를 제공하기 위해 신중히 감시되어야 한다. 그러므로, 플라스틱 기판을 이용하는 종래 기술의 디스플레이의 생산 목적은, 유리 기판을 다소 모방하여 가능한 한 단단하게 구성하는 것이다. 이를 통해 기판의 유연성은 완전히 이용되지 않아 왔다.

본 발명은 일반적으로 액정 디스플레이 디바이스에 관한 것으로, 더 구체적으로, 유연한 물질로 제조되는 제 1 및 제 2 기판과, 상기 기판 사이에 배치되는 액정 물질을 포함하는 액정 디스플레이 디바이스에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 디스플레이의 세그먼트(segment)의 사시도.

도 2는 디스플레이의 일부분을 확대해서 도시한, 도 1의 디스플레이의 사시도.

그러므로, 본 발명의 하나의 목적은, 종래 기술이 갖는 전술한 문제를 해결하는 것이고, 개선된 유연한 액정 디스플레이를 제공하는 것이다.

이러한 목적 및 다른 목적은 액정 디스플레이 디바이스로 달성되는데, 상기 액정 디스플레이 디바이스는 유연한 물질로 제조되는 제 1 및 제 2 기판과, 상기 기판 사이에 배치되는 액정 물질을 포함하며, 이에 의해, 상기 디스플레이 디바이스는, 상기 기판이 각각 일정한 양의 액정 물질을 포함하는 셀 인클로저(cell enclosure) 어레이를 함께 형성하며, 이에 의해 상기 셀 인클로저 각각은 중간의 유연한 부분에 의해 인접한 인클로저로부터 분리되는 것을 특징으로 한다. 유연한 물질로부터의 디스플레이를 생성하고 이 디스플레이를 복수의 셀 인클로저로 세분하며, 중간의 유연한 영역에 의해 인클로저를 서로 분리시킴으로써, 유연할 수 있고, 구부릴 수 있는 디스플레이가 생성된다. 상기 구성으로 인해, 디스플레이 상의 휨 모멘트는 액정으로 채워진 셀을 통해서보다 오히려 중간 부분을 따라 구부러지게 하여, 디스플레이의 셀 또는 "픽셀"이 원 상태로 남아있기 때문에 디스플레이 품질을 유지할 것이다. 그러나, 구부리는 것이 구부려지는 경로를 따라 하나 이상의 셀의 변형을 야기한다면, 디스플레이 품질의 손실은 분리된 인클로저로 인해 여전히 국부적일 수 있고, 이를 통해 넓은 면적의 디스플레이에 걸쳐 화상을 유지할 것이다.

바람직하게도, 상기 제 1 및 제 2 기판이 각각 제 1 및 제 2 폴리머 시트로 구성되며, 상기 기판은 접촉 영역에서 서로 접촉 상태에 있고, 서로 격자형 패턴을 형성하며, 이를 통해 상기 셀 인클로저는 상기 접촉 영역 사이에서 형성된다. 이러한 구성은 쉽게 제조할 수 있게 하며, 여기서 액정 층은 유연한 폴리머 물질로 된2개의 시트 사이에 삽입된다. 그 후에, 2개의 시트 사이에서 격자형 접촉 패턴을 생성함으로써 인클로저 어레이가 형성된다. 접촉 영역은 용해, 접착(gluing) 등에 의해 결합될 수 있다.

더욱이, 각 셀 인클로저의 내부는 주변의 인클로저의 내부로부터 적절하게 절연된다. 이를 통해, 휨 또는 구부림의 결과로서 이웃한 셀로 액정이 새나가는 것을 방지하고, 이를 통해, 휨에 의해 야기된 임의의 화상 왜곡이 디스플레이의 다소 한정된 영역에 제한될 수 있다.

바람직하게도, 상기 셀 인클로저는, 셀 형태를 유지하기 위해 각 셀에서의 내부 압력을 유지하도록(establish) 액정 물질로 채워진다. 인클로저의 형태, 이에 따라 각 셀에서 인클로저 기판 사이의 국부 간격을 유지하기 위해 내부 압력을 사용함으로써, 스페이서가 필요 없게 된다. 기판 사이의 간격을 유지하기 위해 각 셀의 내부 압력을 사용함으로써, 상기 셀 사이의 유연한 중간 부분이 쉽게 휘어지게 될 것이기 때문에, 디스플레이를 구부리는 것은 셀 비틀림을 야기할 가능성이 적어진다.

전극 구조 및/또는 편광자 구조가 기판 상에 직접 프린팅되는 것이 적합한데, 이것은, 분리된 구성 요소의 수가 감소하기 때문에 쉽게 제조되고 장착되는 결과를 초래한다.

최종적으로, 픽셀 패턴을 제공하고 디스플레이의 활성 셀 영역을 최대로 하기 위해 상기 셀 인클로저는 본질적으로 직사각형이고, 동일한 크기를 갖는다.

본 발명의 이러한 양상 및 다른 양상은 첨부 도면을 참조하여 더 구체적으로이후에 설명된 바람직한 실시예로부터 명백해질 것이다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 디스플레이(1)의 세그먼트의 현재 바람직한 실시예를 개시한다. 디스플레이(1)는 제 1 기판(2) 및 제 2 기판(3)을 포함하며, 각각의 기판은 폴리머 물질로 된 얇고 유연한 시트 또는 막으로 구성되어 있다. 각 기판(2, 3)은 각각 내부 표면(2', 3') 및 외부 표면(2", 3")을 갖는다. 상기 외부 표면(2", 3") 각각은 부분적으로 편광 층(4a, 4b)으로 코팅되어 있다. 더욱이, 전자 트랙 및 세그먼트 전극의 패턴을 생성하는 투명 전극 층(5a, 5b)은 상기 내부 표면(2', 3') 각각 위에 직접 프린팅된다. 전술한 프린팅은 종래의 다양한 기술을 사용하여 이루어질 수 있다. 디스플레이(1)를 형성하기 위해, 제 1 및 제 2 기판(2, 3)은 서로 끼워지며(sandwiched), 상기 기판의 내부 표면(2', 3')은 서로 접해있다. 더욱이, 기판(2, 3)은, 본질적으로 기판의 전체 폭에 걸쳐 확장하는 약간 동일하게 떨어져 있는 경로의 제 1 세트, 및 대응하는 경로의 제 2 세트를 따라 서로 부분적으로 상호 연결되어 있는데, 상기 경로의 제 1 및 제2 세트는 서로 격자 상호 연결 패턴(7)을 형성한다. 상기 상호 연결은 용해, 접착 등에 의해 달성될 수 있다. 이러한 방식으로, 기판은 인클로저(8)의 어레이 또는 매트릭스, 또는 "플라스틱 덮개(plastic bubbles)"를 함께 형성하며, 각 인클로저는, 격자 패턴의 한 부분, 및 제 1 및 제 2 기판의 내부 표면(2', 3')에 의해 각각 한정된다. 일정한 양의 액정 물질(6)은 그러한 각 인클로저에 수용(encapsulated)된다. 더욱이, 각 인클로저(8)는 상기 상호 연결 패턴(7)에 의해 다른 인클로저로부터 유동적으로 절연되어, 이를 통해 액정 물질이 디스플레이(1)의 셀 사이에서 이동할 수 없게 한다.

각 셀 인클로저에서의 액정의 양은 바람직한 셀 형태를 유지하기 위해 셀 인클로저(8)에 내부 압력을 유지하도록 선택된다. 더욱이, 기판 사이의 적절한 간격, 즉 바람직한 셀 형태를 유지하기 위해 셀에서 내부 압력을 이용함으로써, 스페이서가 필요 없게 된다. 바람직한 실시예에서, 바람직한 셀 형태는 본질적으로 정방형이며, 비교적 넓은 제 1 및 제 2 기판 영역은 본질적으로 서로 평행하다. 더욱이, 평행한 영역의 일부분은 전술한 바와 같이 도 1 및 도 2에서 알 수 있듯이, 전극(5a, 5b) 및 편광자(4a, 4b)로 덮여있다. 세그먼트 전극 및 편광자의 영역은, 인클로저가 액정 물질로 채워질 때 2개의 유연한 기판 사이의 평행한 이격을 보장하고 이를 통해 동작할 때의 일정한 세기를 보장하기 위해, 셀 인클로저의 총 표면적에 관련하여 작아진다. 더욱이, 상기 전극 각각은 별도의 전자 전도 트랙과 연결되고, 이것은 유연한 디스플레이 시트의 에지를 초래한다. 이를 통해, 각 셀 인클로저는 각 전도성 트랙을 본래 알려진 방법으로 제어 회로(미도시)에 연결시킴으로써 개별적으로 제어될 수 있다.

각 셀 인클로저(8)는 더 큰 디스플레이(1)에서 픽셀을 구성하도록 형성된다.픽셀이 중간의 유연한 공간 또는 갭을 갖는 셀의 형태에 있다는 점과, 기판이 유연한 물질로부터 제조된다는 점으로 인해, 디스플레이는 유연성이 매우 좋다. 더욱이, 각 셀에서의 내부 압력이 셀 형태를 유지하기 때문에, 어떠한 휨 모멘트도 우선 유연한 중간 부분이 흡수할 것이다. 이를 통해, 심지어 구부리는 것 등을 할 동안에도, 본질적으로 전체 디스플레이에 걸쳐 명확하고 뚜렷한 화상을 유지하는 것이 가능하다. 심지어 구부려지는 영역에서의 몇몇 셀이 변형되어, 기판 사이의 간격에서의 변화로 인해 디스플레이 기능 모두 또는 몇몇을 손실하는 경우조차, 셀이 서로 연결 상태에 있지 않고 서로 독자적으로 기능을 하기 때문에, 기능의 손실은 디스플레이의 약간 더 제한된 영역에 한정된다.

더욱이, 각 셀 인클로저(8)는 주변의 셀로부터 절연되어 있다. 이를 통해, 하나 또는 몇몇 인클로저 상의 손상으로 인한 액정의 유출은 손상된 영역에 제한될 것이고, 이것은 디스플레이(1)의 전체 성능저하를 적게 한다.

전술한 셀(8) 각각은 통상의 액정 디스플레이로서 기능을 하고, 이것은 본 명세서에 더 구체적으로 설명되지 않을 것이다. 더욱이, 디스플레이가 칼라 디스플레이를 제공하기 위해 본래 알려진 방식으로 멀티플렉싱될 수 있다는 것은 말할 것도 없다.

2개의 폴리머 시트로부터 디스플레이를 제조하고, 2개의 시트를 격자형 패턴으로 결합함으로써 셀 패턴을 생성하여, 이를 통해 절연된 개별적인 셀 인클로저를 생성함으로써, 이러한 종류의 디스플레이는 최소한의 이음매로 처리될 수 있고, 이것은, 디스플레이가 실질적으로 방수되게 하는 결과를 초래한다. 더욱이, 전술한유연성으로 인해, 착용할 수 있는(wearable) 디스플레이를 제조하는 것이 가능하다. 본 발명에 따른 디스플레이가 갖는 추가 장점은, 타일링(tiling) 가능성으로 인해, 쉽게 뗄 수(scalable) 있다는 것이다.

본 발명에 따른 디스플레이 디바이스는 광범위한 응용에 사용될 수 있다. 예를 들어, 유연한 디스플레이는 상표를 제공하기 위해 의류에 사용될 수 있거나, 또는 변경가능한 칼라 및/또는 패턴을 갖는 전체 의복에 사용될 수 있다. 더욱이, 본 발명에 따른 디바이스는 광고판(billboard), 광고 등에 사용할 수 있다. 전술한 유연하고 착용가능하며, 쉽게 뗄 수 있는 디스플레이 디바이스는 실질적으로 임의의 형태의 디스플레이의 생성을 제공한다. 더욱이, 디스플레이가 사실상 방수 처리될 수 있다는 사실은 내구성있고 심지어 세탁가능한 구조를 제공한다. 더욱이, 전술한 디바이스를 사용하는 광고판의 메시지는 쉽게 변경가능하다. 본 발명의 다른 가능한 응용은 쉽게 변경가능한 외관을 갖는 포장(pakaging)을 생성하는 것이다.

본 발명에 따른 디스플레이 디바이스는 전차용 위장막 등으로서 또한 사용될 수 있다. 그 때, 디스플레이 디바이스는 카메라 디바이스에 연결될 수 있는데, 상기 카메라 디바이스는 주변 환경의 칼라 및 구조에 관한 정보를 디스플레이에 연결된 동작 유닛(operating unit)에 제공한다. 그 후에, 동작 유닛은, 특히 전차의 특정한 주변 환경에 적응되는 디스플레이 상의 위장 패턴을 생성할 수 있는데, 상기 위장 패턴은 시각적으로 발견하는 것이 사실상 불가능하다.

본 발명의 바람직한 실시예가 예시되고 설명되었을지라도, 본 발명이 이 실시예에 한정되지 않음을 이해할 수 있다. 다수의 변형, 변화 및 변경이 첨부된 청구항에 의해 기재된 본 발명의 범주에서 벗어나지 않고도 당업자에게 명백할 것이다. 예를 들어, 상기 셀은 정방형 형태보다 오히려 원형을 가질 수 있다. 더욱이, 더 단단한 물질로부터 셀을 또한 제조할 수 있는 한편, 중간 영역은, 셀의 구부러짐 및 픽셀 왜곡을 더욱 더 효과적으로 피하기 위해 더 유연한 물질로부터 제조된다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 일반적으로 액정 디스플레이 디바이스에 관한 것으로, 더 구체적으로, 유연한 물질로 제조되는 제 1 및 제 2 기판과, 상기 기판 사이에 배치되는 액정 물질을 포함하는 액정 디스플레이 디바이스 등에 이용된다.

Claims (7)

1. 유연한(flexible) 물질로 제조되는 제 1 및 제 2 기판, 및 상기 기판 사이에 배치되는 액정 물질을 포함하는 액정 디스플레이 디바이스로서,

   상기 기판은 셀 인클로저(cell enclosures)의 어레이를 서로 형성하며, 각각의 셀 인클로저는 일정한 양의 액정 물질을 포함하며, 이를 통해 상기 셀 인클로저 각각은 중간의 유연한 부분에 의해 인접한 인클로저로부터 분리되는 것을 특징으로 하는, 액정 디스플레이 디바이스.
2. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 기판은 각각 제 1 및 제 2 폴리머 시트(polymeric sheet)로 구성되며, 상기 기판은 접촉 영역에서 서로 접촉 상태에 있고, 서로 격자형 패턴을 형성하며, 이를 통해 상기 셀 인클로저는 상기 접촉 영역 사이에서 형성되는, 액정 디스플레이 디바이스.
3. 제 2항에 있어서, 각 셀 인클로저 내부는 상기 주변의 인클로저 내부로부터 절연되는, 액정 디스플레이 디바이스.
4. 제 3항에 있어서, 상기 셀 인클로저 각각은 액정 물질로 채워져서, 상기 셀 형태를 유지하기 위해 각 셀에서 내부 압력을 유지하는(establish), 액정 디스플레이 디바이스.
5. 제 2항에 있어서, 전도체 레이아웃(layout) 구조는, 각각 인클로저의 일부분을 덮는 복수의 전도체 영역을 포함하고, 상기 인클로저 내부에 접해있는 면상에서 상기 각 시트상에 직접 프린팅되는, 액정 디스플레이 디바이스.
6. 제 5항에 있어서, 편광자 구조는, 각각 인클로저의 일부분을 덮는 복수의 편광 영역을 포함하고, 상기 프린팅된 전도체 레이아웃 구조의 마주보는 면상에서 상기 각 시트 상에 직접 프린팅되는, 액정 디스플레이 디바이스.
7. 제 1항에 있어서, 상기 인클로저는 본질적으로 직사각형이고, 동일한 크기를 갖는, 액정 디스플레이 디바이스.