KR20100091548A

KR20100091548A - 표시 장치 및 이의 제조 방법

Info

Publication number: KR20100091548A
Application number: KR1020090010783A
Authority: KR
Inventors: 김재훈; 홍문표
Original assignee: 한양대학교 산학협력단; 고려대학교 산학협력단
Priority date: 2009-02-10
Filing date: 2009-02-10
Publication date: 2010-08-19

Abstract

본 발명은 표시 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명은 적, 녹, 청색 영역별로 적, 녹, 청색 광을 선택적으로 반사시키는 콜레스테릭 액정이 내재된 액정셀이 구비된 제1 패널; 및 제1 패널 상부에 액정셀과 중첩되게 형성된 대전된 도전볼이 내재된 마이크로셀이 구비되며 상기 도전볼을 구동하는 적어도 하나의 전극이 형성된 제2 패널을 포함하는 표시 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.

액정, 전기 영동

Description

표시 장치 및 이의 제조 방법{DISPLAY DEVICE AND MANUFACTURING METHOD FOR THEREOF}

본 발명은 표시 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.

정보화 물결 속에 대응하기 위하여 디지털 기술은 급속하게 발전하고 있다. 최근 인터넷 및 통신 기술의 광역화 및 무선화가 실현되어 시각적인 정보 표시 장치인 디스플레이의 중요성은 더욱 커지는 추세이다.

차세대 디스플레이 기술 중 전자 종이는 종이의 장점과 디스플레이 장치의 장점을 결합한 디스플레이다. 전자 종이는 정보 갱신이 가능하며, 외부 광원이 없이도 정보를 표시할 수 있는 장점이 있다.

그러나 전자 종이는 컬러 구현의 어려움이 있으며 구동 속도가 느린 문제점이 있다. 컬러 구현이 가능한 전자 종이가 개발되고 있으나 컬러 필터를 필수적으로 사용해야 하므로 광이용 효율이 낮은 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 콜레스테릭 액정 모드와 전기 영동 소자형 모드가 융합되어 다이나믹 구동 및 메모리 구동이 가능한 표시 장치 및 이의 제조 방법을 제안하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 높은 해상도, 넓은 시야각 및 쌍안정성을 갖으며 플렉서블한 표시 장치 및 이의 제조 방법을 제안하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 선명도가 높은 표시 장치 및 이의 제조 방법을 제안하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 적, 녹, 청색 영역별로 적, 녹, 청색 광을 선택적으로 반사시키는 콜레스테릭 액정이 내재된 액정셀이 구비된 제1 패널; 및 상기 제1 패널 상부에 상기 액정셀과 중첩되게 형성되며, 대전된 도전볼이 내재된 마이크로셀이 구비되며 상기 도전볼을 구동하는 적어도 하나의 전극이 형성된 제2 패널을 포함하는 표시 장치가 제공된다.

본 발명에 따른 표시 장치는 콜레스테릭 액정 모드와 전기 영동 소자형 모드가 융합되어 다이나믹 구동 및 메모리 구동이 가능한 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 표시 장치는 콜레스테릭 액정 모드의 느린 스위칭 속도를 보완하며, 풀 컬러 표시 장치를 구현할 수 있는 장점이 있다.

본 발명은 높은 해상도, 넓은 시야각 및 쌍안정성을 갖으며, 플렉서블한 표시 장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 강한 외광으로 야외 등의 환경에서도 선명도가 높은 표시 장치를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은 편광판 등의 광학 소자를 사용하지 않으므로 광 이용 효율이 향상된 표시 장치를 제공할 수 있다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면 번호에 상관없이 동일한 수단에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 표시 장치를 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 제1 패널(100), 제2 패널(200) 및 절연층(210)을 포함한다.

구체적으로, 제1 패널(100)은 콜레스테릭 액정 모드의 액정 표시 패널을 포함할 수 있다.

제1 패널(100)은 제1 기판(10), 제1 전극(20), 제 2전극(30) 및 액정셀(50)을 포함할 수 있다. 제1 기판(10)은 플라스틱 등의 플렉서블 기판이 사용되며 투명한 재질의 기판이 사용된다.

제1 패널(100)은 반사형 액정 표시 패널로서, 콜레스테릭 액정을 포함한다.

제1 전극(20)은 제1 기판(10) 위에 형성되며, 투명한 재질의 도전성 물질로 형성될 수 있다. 예를 들면, 제1 전극(20)은 ITO(Indium Tin Oxide), ITZO(Indium Tin Zinc Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide) 등의 투명 도전 물질로 형성될 수 있다.

제2 전극(30)은 액정셀(50) 상부에 제 1전극(20)과 교차하게 배치된다. 이때, 제2 전극(30)은 제1 전극(20)과 동일한 투명한 도전성 물질로 형성될 수 있다.

제1 전극(20)과 제2 전극(30)은 패시브 매트릭스(Passive Matrix) 구조로 형성될 수 있다.

제1 전극(20)과 제2 전극(30) 사이에는 제1 격벽(60)이 형성되어 액정이 내재될 수 있는 공간이 마련된다. 이때, 제1 격벽(60)은 유기 또는 무기 절연 물질로 형성될 수 있다.

액정셀(50)은 제1 및 제2 전극(20, 30) 사이에 제1 격벽(60)에 의해 형성된 공간에 액정(40)이 내재되어 형성된다. 이때, 액정셀(50)은 적, 녹, 청색의 색을 표시할 수 있도록 콜레스테릭 액정이 내재된다. 액정셀(50)은 적(R), 녹(G), 청색(B) 영역 각각에 형성될 수 있다.

액정(40)은 광경화성 중합체를 이용한 폴리머 네트워크 구조로 형성되며 각각 다른 리플렉티드(Reflected) 컬러를 나타내는 나선형 구조(Helical Structure)를 고정하여 외부 인자의 조건 번화가 없는 상태에서 컬러 변이를 유지한다. 이때, 폴리머 네트워크 구조를 형성하기 위한 공정 조건의 변화 및 광경화성 중합체와 콜레스테릭 액정 간의 혼합 비율에 따라 폴리머 네트워크 구조의 형태가 변할 수 있다.

여기서, 제1 전극(20) 및 제2 전극(30) 사이에 전압이 인가되지 않으면 입사된 광을 반사기키고, 전압이 인가됨에 따라 광 투과량을 증가시킨다. 이와 반대로, 제1 전극(20) 및 제2 전극(30) 사이에 전압에 따라 광 반사량이 증가될 수도 있다.

제2 패널(200)은 횡전계 전기 영동 표시 패널을 사용할 수 있다.

제2 패널(200)은 제2 기판(240), 마이크로셀(280), 블랙 매트릭스(230), 제2 격벽(260), 제3 전극(250), 제 4 전극(270) 및 도전볼(220)을 포함할 수 있다.

제2 기판(240)은 투명한 플랙서블 기판이 사용될 수 있다. 제2 기판(240)은 플라스틱 등의 재질로 구성될 수 있다.

제2 기판(240)과 절연층(210) 사이에 다수의 마이크로셀(280)이 형성된다. 각각의 마이크로셀(280)은 제2 격벽(260)으로 구분되어 액정셀(50)과 중첩되게 형성될 수 있다.

제3 및 제4 전극(250, 270)은 마이크로셀(280) 내에 각각 이격 되게 형성되어 전압이 인가되면 횡전계를 발생시킨다. 제3 및 제4 전극(250, 270)은 ITO(Indium Tin Oxide), ITZO(Indium Tin Zinc Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide) 등의 투명 도전물질로 형성된다. 제3 전극(250) 및 제4 전극(270)

블랙 매트릭스(230)는 제2 기판(240)의 하부에 형성되며, 마이크로셀(280)의 일부영역의 광을 차단한다. 예를 들면, 블랙 매트릭스(230)는 마이크로셀(280)상부의 1/2영역을 덮도록 형성될 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 마이크로셀(280) 상부의 1/3, 1/4, 1/5 영역을 덮도록 형성될 수도 있다. 이러한 블랙 매트릭스(230)는 블랙 휘도록 향상시킬 수 있다.

도전볼(220)은 양전하로 대전된 검정색 구동체이다. 도전볼(220)은 제3 전극(250) 및 제4 전극(270) 사이에 전위차가 발생되면 어느 일측으로 이동하여 광을 투과시키거나 차단시킬 수 있다. 본 발명에서 도전볼(220)이 양전하로 대전된 것을 예를 들어 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 도전볼(220)이 음전하로 대전될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치의 표시 방법에 대해 간략하게 설명하기로 한다. 여기서, 적색 액정셀 및 적색 액정셀과 중첩된 마이크로셀(280)이 구동되어 색을 표시하는 것을 설명하기로 한다.

제3 전극(250)이 접지와 연결되고, 제4 전극(270)에 양의 전압이 인가되면 도전볼(220)은 제3 전극(250) 측으로 이동하여 광을 투과시킨다. 도전볼(220)이 제3 전극(250) 측으로 이동하여 투과된 광은 제1 패널(100)에 입사하며, 입사된 광은 해당 액정셀(50)의 구동에 따라 투과되거나 반사된다. 이때, 적색 액정셀(50)에 전압이 인가되지 않으면 입사된 백색광 중 적색광만을 반사시키고 나머지 광은 투과시켜 적색을 표시한다.

여기서, 제 4 전극(270)에 인가되는 전압의 크기를 조절하거나, 인가되는 시간을 조절함으로써 적색광이 제1 패널(100)에서 반사되는 광의 양을 조절하여 계조를 표시할 수 있다.

또한, 적색 액정셀(50)에 전압을 인가하여 적색광의 투과량을 증가시켜 계조를 표시할 수도 있다.

절연층(210)은 제2 전극(30)과 제3 및 제4 전극(250, 270) 사이에 형성되어 각 전극들 사이를 절연시킨다. 절연층(210)은 유기 또는 무기 절연 물질로 형성될 수 있다. 또한, 절연층(210)은 투명 재질의 플라스틱 등이 사용될 수 있다. 즉, 절연층(210)은 제1 기판(10) 또는 제2 기판(240)과 동일한 재질의 기판일 수 있다.

본 발명은 제1 기판(10)과 제2 기판(240) 사이에 액정셀(50)과 이와 중첩된 마이크로셀(280)이 형성된 것을 도시하고 있으나, 액정 패널 및 전기 영동 패널을 각각 제조하고 각 패널이 합착되어 형성될 수도 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치의 제조 방법은 제1 패널 및 제2 패널 각각을 마련한 이후에 얼라인하여 두 패널(100, 200)을 합착하는 방법을 사용할 수도 있다.

또한, 제1 패널(100)을 마련한 이후에 제1 패널(100)의 상부에 마이크로셀(280)을 형성하고 블랙 매트릭스(230)가 형성된 제2 기판(240)을 합착하여 표시 장치를 제조할 수 있다. 여기서, 액정셀(50) 내에 액정 주입은 제1 격벽(60) 형성 이후 또는 절연층(210) 형성 이후에 수행될 수 있다. 또한, 마이크로셀(280) 내에 도전볼(220) 주입은 제2 기판(240) 합착 이전에 수행될 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 표시 장치를 도시한 단면도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 제1 기판 20: 제1 전극

30: 제2 전극 40: 액정

50: 액정셀 60: 제1 격벽

100: 제1 패널 200: 제2 패널

210: 절연층 220: 도전볼

230: 블랙 매트릭스

240: 제2 기판 250: 제3 전극

260: 격벽 270: 제2 격벽

280: 마이크로셀

Claims

적, 녹, 청색 영역별로 적, 녹, 청색 광을 선택적으로 반사시키는 콜레스테릭 액정이 내재된 액정셀이 구비된 제1 패널; 및

상기 제1 패널 상부에 상기 액정셀과 중첩되게 형성되며, 대전된 도전볼이 내재된 마이크로셀이 구비되며 상기 도전볼을 구동하는 적어도 하나의 전극이 형성된 제2 패널을 포함하는 표시 장치.