KR20120137337A - 반사형 컬러 표시 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 반사형 컬러 표시 장치는, 전하 또는 자성을 갖고 제1 파장의 광을 반사시키는 제1 부분 및 상기 제1 부분과 다른 전하 또는 자성을 갖고 제2 파장의 광을 반사시키는 제2 부분을 포함하는 제1 입자, 및 전하 또는 자성을 갖고 제3 파장의 광을 반사시키는 제3 부분 및 상기 제3 부분과 다른 전하 또는 자성을 갖고 제4 파장의 광을 반사시키는 제4 부분을 포함하는 제2 입자를 포함하고, 상기 제1 입자 및 상기 제2 입자에 대하여 전기장 또는 자기장을 인가하여 상기 제1 입자 및 상기 제2 입자 중 적어도 하나의 입자가 회전 또는 이동하도록 함으로써 상기 제1 파장의 광 및 상기 제2 파장의 광 중 적어도 하나의 광을 반사시키고, 상기 제1 입자 및 상기 제2 입자를 회전 또는 이동시키기 위하여 필요한 전기장 또는 자기장의 문턱값이 서로 다른 것을 특징으로 한다.

Description

반사형 컬러 표시 방법 및 장치{DEVICE AND METHOD FOR REFLECTIVE COLOR DISPLAY}
본 발명은 반사형 컬러 표시 장치에 관한 것이다.
반사형 컬러 디스플레이에 관한 다양한 종래 기술이 소개된 바 있다.
일 예로서, E-Ink 사의 전기영동 디스플레이(EPD: ElectroPhoretic Display) 기술처럼, 특정 컬러를 갖고 전하를 갖는 입자에 전기장을 인가하여 입자를 전기장의 인가 방향에 따라 이동시킴으로써 특정 컬러를 표시하는 기술을 들 수 있다.
다른 예로서, Zyricon 사의 기술처럼, 특정 컬러를 갖는 입자에 전기장을 인가하여 해당 입자를 회전시킴으로써 특정 컬러를 표시하는 기술을 들 수 있다.
하지만, 이러한 종래기술는 입자가 갖는 고유한 특정 컬러 이외의 다양한 컬러를 표시하는 데에 어려움이 있다는 한계가 있다.
본 발명은 반사형 컬러 표시 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 반사형 컬러 표시 장치는, 전하 또는 자성을 갖고 제1 파장의 광을 반사시키는 제1 부분 및 상기 제1 부분과 다른 전하 또는 자성을 갖고 제2 파장의 광을 반사시키는 제2 부분을 포함하는 제1 입자, 및 전하 또는 자성을 갖고 제3 파장의 광을 반사시키는 제3 부분 및 상기 제3 부분과 다른 전하 또는 자성을 갖고 제4 파장의 광을 반사시키는 제4 부분을 포함하는 제2 입자를 포함하고, 상기 제1 입자 및 상기 제2 입자에 대하여 전기장 또는 자기장을 인가하여 상기 제1 입자 및 상기 제2 입자 중 적어도 하나의 입자가 회전 또는 이동하도록 함으로써 상기 제1 파장의 광 및 상기 제2 파장의 광 중 적어도 하나의 광을 반사시키고, 상기 제1 입자 및 상기 제2 입자를 회전 또는 이동시키기 위하여 필요한 전기장 또는 자기장의 문턱값이 서로 다른 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명에 따른 반사형 컬러 표시 장치는, 제1 파장의 광을 반사시키는 광결정, 전하 또는 자성을 갖는 제1 부분, 및 상기 제1 부분과 다른 전하 또는 자성을 갖는 제2 부분을 포함하는 제1 입자, 및 제2 파장의 광을 반사시키는 광결정, 전하 또는 자성을 갖는 제3 부분, 및 상기 제3 부분과 다른 전하 또는 자성을 갖는 제4 부분을 포함하는 제2 입자를 포함하고, 상기 제1 입자 및 상기 제2 입자에 대하여 전기장 또는 자기장을 인가하여 상기 제1 입자 및 상기 제2 입자 중 적어도 하나의 입자가 회전 또는 이동하도록 함으로써 상기 제1 파장의 광 및 상기 제2 파장의 광 중 적어도 하나의 광을 반사시키고, 상기 제1 입자 및 상기 제2 입자를 회전 또는 이동시키기 위하여 필요한 전기장 또는 자기장의 문턱값이 서로 다른 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 반사형 컬러 표시 장치를 제공할 수 있게 된다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 구성 및 동작 원리를 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 다양한 컬러를 표시하는 표시 장치의 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세하게 설명하도록 한다.
[반사형 컬러 표시 장치의 구성]
도 1 및 도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 구성 및 동작 원리를 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 전하 또는 자성을 갖고 제1 파장의 광을 반사시키는(즉, 제1 컬러를 갖는) 제1 부분 및 제1 부분과 다른 전하 및 자성을 갖고 제2 파장의 광을 반사시키는(즉, 제2 컬러를 갖는) 제2 부분으로 이루어진 입자를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 입자에 전기장 또는 자기장이 인가하여 해당 입자를 회전시키거나 이동시킬 수 있으며, 이로써 입자가 갖는 제1 부분의 제1 컬러 또는 제2 부분의 제2 컬러가 표시되도록 할 수 있다.
특히, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 표시 장치에 포함되는 입자는 인가되는 전기장 또는 자기장에 대한 소정의 문턱값(Vth)을 가질 수 있다. 즉, 입자에 대하여 문턱값보다 작은 세기의 전기장 또는 자기장이 인가되면 해당 입자가 이동하거나 회전하지 않지만, 입자에 대하여 문턱값보다 큰 세기의 전기장 또는 자기장이 인가되면 해당 입자가 이동하거나 회전할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 표시 장치에 포함되는 적어도 하나의 입자는 각각 자기장 또는 전기장에 대한 서로 다른 문턱값을 가질 수 있다. 즉, 동일한 세기의 전기장 또는 자기장을 인가하여도 문턱값이 낮은 입자는 회전 또는 이동하는 반면 문턱값이 높은 입자는 회전 또는 이동하지 않을 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 표시 장치에 포함되는 복수의 입자가 전기장 또는 자기장에 대하여 서로 다른 문턱값을 가지고 있는 경우, 전기장 또는 자기장의 세기, 방향, 인가 시간, 인가 횟수 등을 조절함으로써 복수의 입자의 회전 또는 이동 상태를 각각 제어할 수 있다. 예를 들면, 입자의 회전 정도를 조절하여 표시되는 컬러의 채도(Saturation) 또는 흑백의 명암(Gray Scale)을 조절할 수 있다.
도 1을 참조하면, 문턱값 이상의 전기장이나 자기장이 인가되지 않은 경우에 입자의 방향이 특정 방향으로 고정되지 않아 제1 컬러를 갖는 제1 부분 및 제2 컬러를 갖는 제2 부분이 불규칙하게 드러나 있을 수 있으며, 이에 따라 제1 및 제2 컬러가 혼합된 컬러가 표시될 수 있다(미도시됨).
계속하여 도 1을 참조하면, 문턱값 이상의 전기장이나 자기장이 인가되는 경우에 입자가 문턱값 이상의 전기력 또는 자기력을 받아 회전하여 입자의 방향이 특정 방향으로 배열될 수 있으며, 이에 따라 제1 컬러를 갖는 제1 부분이 표시부의 위쪽 방향을 향하게 되고 제2 컬러를 갖는 제2 부분은 표시부의 아래쪽 방향을 향하게 될 수 있다. 이러한 경우, 제1 컬러를 갖는 제1 부분의 영향을 주로 받아 제1 컬러가 표시될 수 있다((a)의 경우).
계속하여 도 1을 참조하면, 문턱값 이상의 전기장이나 자기장이 반대 방향으로 인가되는 경우에 입자가 문턱값 이상의 전기력 또는 자기력을 받아 반대 방향으로 회전하여 입자의 방향이 반대 방향으로 고정될 수 있으며, 이에 따라 제1 컬러를 갖는 제1 부분이 표시부의 아래쪽 방향을 향하게 되고 제2 컬러를 갖는 제2 부분은 표시부의 위쪽 방향을 향하게 될 수 있다. 이러한 경우, 제2 컬러를 갖는 제2 부분의 영향을 주로 받아 제2 컬러가 표시될 수 있다((b)의 경우).
계속하여 도 1을 참조하면, 문턱값 이상의 전기장이나 자기장이 펄스로서 불연속적으로 인가되는 경우에 입자가 회전 또는 이동하는 정도를 조절할 수 있으며, 이에 따라 제1 컬러와 제2 컬러가 표시되는 정도는 제어할 수 있다.
한편, 도 2를 참조하면, 복수의 입자가 광투과성 용매에 분산된 상태로 존재할 수 있으며, 이와 같이 광투과성 용매에 분산된 복수의 입자에 대하여 문턱값 이상의 전기장 또는 자기장을 인가함으로써 입자를 회전 또는 이동시킴으로써 서로 다른 입가 컬러(예를 들면, Red/Green/Blue 혹은 Cyan/Magenta/Yellow)가 혼합되어 원하는 컬러가 표시되도록 할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 다양한 컬러를 표시하는 표시 장치의 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 각각 특정 문턱값과 특정 컬러를 갖는 다양한 종류의 입자들을 복합적으로 배열시킨 상태에서, 인가되는 전기장 또는 자기장의 세기, 방향, 인가 시간, 인가 횟수를 조절하여 자신의 문턱값 이상의 전기장 또는 자기장이 인가된 입자들만 회전 또는 이동하여 소정의 컬러를 표시할 수 있다. 따라서, 전기장 또는 자기장의 세기에 따라 다양한 컬러를 구현할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 입자의 제1 부분이 흰색을 갖도록 하거나 복수의 입자의 컬러가 혼합되어 흰색이 형성되도록 함으로써 표시 장치에서 흰색이 표시되도록 할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 입자의 제1 부분이 검은색을 갖도록 하거나 복수의 입자의 컬러가 혼합되어 검은색이 형성되도록 함으로써 표시 장치에서 검은색이 표시되도록 할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 하나의 입자가 서로 다른 컬러를 갖는 적어도 2개 이상의 부분을 포함하도록 함으로써, 인가되는 전기장 또는 자기장이 조절됨에 따라 다양한 컬러가 표시되도록 할 수도 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 입자를 제조하는 방법은 다음과 같다.
- 서로 다른 컬러를 갖고 서로 섞이지 않고 자외선(UV)에 의하여 경화되는 용매 1 및 용매 2를 용매 1 및 용매 2와 섞이지 않고 UV에 경화되지 않는 용매 3에 혼합한 상태에서 에멀젼화한 뒤, 외부에서 UV를 조사하여 용매 1 및 용매 2를 경화시킴으로써 본 발명의 일 실시예에 따른 입자를 제조할 수 있다.
- UV에 경화되는 용매 1 및 용매 2에 각각 서로 다른 컬러를 표시하는 입자 1 및 입자 2를 분산시키고, 마이크로 채널 등을 통해 서로 섞이지 않게 흐름을 형성시킨 뒤, 마이크로 채널에 국부적으로 UV를 조사하여 특정 형태의 입자를 제조할 수 있다. 또는, 용매 1 및 용매 2와 섞이지 않는 용매 3에 각각 서로 다른 컬러를 표시하는 입자 1 및 입자 2가 분산된 용액 1 및 용액 2를 물방울(Droplet) 형태로 형성시키고 UV를 조사함으로써 구형의 입자를 제조할 수 있다.
한편, 도 4 및 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치는 특정 파장을 반사하는 광결정으로 이루어지고 표면의 위치에 따라 서로 다른 극성의 전하 또는 자성을 갖는 입자를 포함할 수 있다. 따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 입자에 대하여 전기장 또는 자기장이 인가되면 입자가 회전 또는 이동하면서 표시부에서 특정 파장의 광결정 컬러를 선택적으로 표시되도록 할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 서로 다른 파장의 광을 반사하는 광결정을 포함하고 서로 다른 문턱값을 갖는 복수의 입자에 대하여 전기장 또는 자기장을 인가함으로써, 인가되는 전기장 또는 자기장의 세기에 따라 다양한 컬러를 표시될 수 있도록 할 수 있다.
한편, 도 5를 참조하면, 복수의 입자가 광투과성 용매에 분산된 상태로 존재할 수 있으며, 이와 같이 광투과성 용매에 분산된 복수의 입자에 대하여 문턱값 이상의 전기장 또는 자기장을 인가함으로써 입자를 회전 또는 이동시켜 광결정에 의한 특정 컬러가 선택적으로 표시되도록 할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 특정 파장의 광을 반사하는 광결정을 포함하는 파트(part)를 제조하되, 문턱값 이상의 전기장 또는 자기장이 인가되는 경우에만 해당 파트의 위치나 형태가 변화하도록 제조함으로써, 인가되는 전기장 또는 자기장에 의하여 표시부에서 광결정에 의한 컬러가 선택적으로 표시되도록 할 수 있다. 여기서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치에 포함되는 파트는 MEMS 등을 이용하여 Membrane 형태로 제작할 수도 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 입자를 제조하는 방법은 다음과 같다.
- 전기장 또는 자기장에 의하여 정렬되는 입자들을 UV 경화 물질에 분산 시켜 용액 1을 제조한 뒤, 용액 1을 용액1과 섞이지 않고 UV에 경화되지 않는 용액 2에 혼합하여 에멀젼을 형성한 뒤, 외부에서 소정 자기장을 인가하여 용매 1 내의 입자로 이루어진 광결정이 형성된 상태에서 UV를 조사하여 용매 1을 경화시키면, 본 발명의 다른 실시예에 따라 특정 파장 광을 반사하는 광결정을 포함하는 입자를 제조시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 표시 장치의 검은색을 갖는 전극(예를 들면, 하부 전극)을 이용하여 검은색이 표시되도록 하거나, 흰색을 갖는 전극을 이용하여 흰색이 표시되도록 할 수 있다.
본 발명에 따르면, 일 실시예에 따른 입자(즉, 서로 다른 컬러를 갖는 적어도 두 개의 부분으로 이루어지는 입자)와 다른 실시예에 따른 입자(광결정을 포함하는 입자)를 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명에 따르면, 단위 픽셀 내에 존재하는 복수의 입자는 각각 Red, Green, Blue 컬러의 광을 반사시키거나 Cyan, Magenta, Yellow 컬러의 광을 반사시킬 수 있다. 그리고, 본 발명에 따르면, 단위 픽셀 내에서 각각 R, G, B 혹은 C, M, Y 컬러의 광을 반사시키는 복수의 입자는 서로 전기장 또는 자기장에 대한 문턱값이 다를 수 있다.
본 발명에 따른 반사형 컬러 표시 장치는 LED, OLED, LCD와 같은 발광형 표시 장치와 조합되어 사용될 수 있다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (2)

  1. 전하 또는 자성을 갖고 제1 파장의 광을 반사시키는 제1 부분 및 상기 제1 부분과 다른 전하 또는 자성을 갖고 제2 파장의 광을 반사시키는 제2 부분을 포함하는 제1 입자, 및
    전하 또는 자성을 갖고 제3 파장의 광을 반사시키는 제3 부분 및 상기 제3 부분과 다른 전하 또는 자성을 갖고 제4 파장의 광을 반사시키는 제4 부분을 포함하는 제2 입자
    를 포함하고,
    상기 제1 입자 및 상기 제2 입자에 대하여 전기장 또는 자기장을 인가하여 상기 제1 입자 및 상기 제2 입자 중 적어도 하나의 입자가 회전 또는 이동하도록 함으로써 상기 제1 파장의 광 및 상기 제2 파장의 광 중 적어도 하나의 광을 반사시키고,
    상기 제1 입자 및 상기 제2 입자를 회전 또는 이동시키기 위하여 필요한 전기장 또는 자기장의 문턱값이 서로 다른 것을 특징으로 하는 반사형 컬러 표시 장치.
  2. 제1 파장의 광을 반사시키는 광결정, 전하 또는 자성을 갖는 제1 부분, 및 상기 제1 부분과 다른 전하 또는 자성을 갖는 제2 부분을 포함하는 제1 입자, 및
    제2 파장의 광을 반사시키는 광결정, 전하 또는 자성을 갖는 제3 부분, 및 상기 제3 부분과 다른 전하 또는 자성을 갖는 제4 부분을 포함하는 제2 입자
    를 포함하고,
    상기 제1 입자 및 상기 제2 입자에 대하여 전기장 또는 자기장을 인가하여 상기 제1 입자 및 상기 제2 입자 중 적어도 하나의 입자가 회전 또는 이동하도록 함으로써 상기 제1 파장의 광 및 상기 제2 파장의 광 중 적어도 하나의 광을 반사시키고,
    상기 제1 입자 및 상기 제2 입자를 회전 또는 이동시키기 위하여 필요한 전기장 또는 자기장의 문턱값이 서로 다른 것을 특징으로 하는 반사형 컬러 표시 장치.
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