KR20130129341A - 반사형 표시 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

반사형 표시 장치 및 그 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 반사형 표시 장치는, 인가되는 전기장의 세기에 따라 반사 상태 및 투과 상태 중 적어도 하나의 표시 상태를 나타내는 제1 표시 물질, 인가되는 전기장의 세기에 따라 반사 상태 및 투과 상태 중 적어도 하나의 표시 상태를 나타내는 제2 표시 물질, 상기 제1 표시 물질 및 상기 제2 표시 물질에 대하여 전기장을 인가하는 인가부, 및 상기 인가되는 전기장의 세기를 조절함으로써 상기 제1 표시 물질 및 제2 표시 물질의 표시 상태를 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 제1 표시 물질 및 상기 제2 표시 물질은, 각각의 문턱값 미만의 세기의 전기장이 인가되는 경우에는 반사 상태를 나타내고, 각각의 문턱값 이상의 세기의 전기장이 인가되는 경우에는 투과 상태를 나타내고, 상기 제1 표시 물질의 문턱값과 상기 제2 표시 물질의 문턱값은 서로 다르게 설정되는 것을 특징으로 한다.

Description

반사형 표시 장치 및 그 제어 방법{REFLECTIVE DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR CONTROLLING THE SAME}
본 발명은 반사형 표시 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 표시 물질(예를 들면, 콜레스테릭 액정)의 표시 상태를 전환시키기 위한 전기장의 최소 세기(즉, 문턱값)이 서로 다른 복수의 표시 물질에 대하여 다양한 패턴의 전기장을 인가함으로써 서로 다른 종류의 복수의 표시 물질을 독립적으로 구동하기 위한 복잡한 구동 수단을 구비하지 않고도 다양한 표시 상태(예를 들면, 컬러, 광 투과도 등)를 구현할 수 있는 반사형 표시 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
반사형 표시 장치는 야외에서의 우수한 시인성, 뛰어난 저전력 특성 등의 장점을 보유하고 있기 때문에 전자책, 모바일 디스플레이, 옥외 디스플레이 등의 다양한 분야에서 광범위하게 사용되고 있다.
종래에 소개된 반사형 표시 장치의 예로서, 콜레스테릭 액정 디스플레이(ChLCD: Cholesteric LCD)는 인가되는 전기장에 의하여 나선 구조의 액정이 축 방향으로 변화함에 따라 입사광을 반사하거나 투과시키는 기능을 수행한다. 구체적으로, 콜레스테릭 액정은 나선 구조의 축 방향이 표시면과 평행한 경우에 입사광을 반사시키거나(플래너(planar) 상태, 즉, 반사 상태) 나선 구조의 축 방향이 표시면과 직교하는 경우에는 입사광을 투과시킬 수 있는데(포컬 코닉(focal conic) 상태, 즉, 투과 상태), 이러한 반사 상태와 투과 상태는 인가되는 전기장에 의하여 가역적으로 전환될 수 있다. 또한, 콜레스테릭 액정은 전기장이 계속하여 인가되지 않더라도 반사 상태 또는 투과 상태가 안정적으로 유지되는 쌍안정성(bi-stability) 특성을 가지고 있으므로, 표시 상태를 유지시키기 위해서 많은 에너지를 소비할 필요가 없고 수동 매트릭스(PM, Passive Matrix)에 의한 구동이 가능하다는 특징을 가지고 있다.
도 1은 종래기술에 따른 반사형 표시 장치의 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 반사 상태에서 빨간색(Red), 녹색(Green) 및 파란색(Blue) 컬러를 반사하는 세 가지 종류의 콜레스테릭 액정을 수직으로 적층시키고, 이들 콜레스테릭 액정을 독립적으로 제어함으로써 RGB 컬러가 복합적으로 표시되도록 할 수 있다.
하지만, 도 1의 종래기술에 의하면, R, G, B 컬러를 구현하기 위해서 각 컬러에 해당하는 세 가지 종류의 콜레스테릭 액정을 독립적으로 구동하기 위한 구조를 채용해야 하기 때문에, 표시 장치의 두께가 두꺼워지고 신호 처리 과정이 복잡해지며 이에 따라 제조 비용이 높아지게 되는 문제점이 발생한다.
본 발명은 표시 물질(예를 들면, 콜레스테릭 액정)의 표시 상태를 전환시키기 위한 전기장의 최소 세기(즉, 문턱값)이 서로 다른 복수의 표시 물질에 대하여 다양한 패턴의 전기장을 인가함으로써 서로 다른 종류의 복수의 표시 물질을 독립적으로 구동하기 위한 복잡한 구동 수단을 구비하지 않고도 다양한 표시 상태(예를 들면, 컬러, 광 투과도 등)를 구현할 수 있는 반사형 표시 장치 및 그 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 반사형 표시 장치는, 인가되는 전기장의 세기에 따라 반사 상태 및 투과 상태 중 적어도 하나의 표시 상태를 나타내는 제1 표시 물질, 인가되는 전기장의 세기에 따라 반사 상태 및 투과 상태 중 적어도 하나의 표시 상태를 나타내는 제2 표시 물질, 상기 제1 표시 물질 및 상기 제2 표시 물질에 대하여 전기장을 인가하는 인가부, 및 상기 인가되는 전기장의 세기를 조절함으로써 상기 제1 표시 물질 및 제2 표시 물질의 표시 상태를 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 제1 표시 물질 및 상기 제2 표시 물질은, 각각의 문턱값 미만의 세기의 전기장이 인가되는 경우에는 반사 상태를 나타내고, 각각의 문턱값 이상의 세기의 전기장이 인가되는 경우에는 투과 상태를 나타내고, 상기 제1 표시 물질의 문턱값과 상기 제2 표시 물질의 문턱값은 서로 다르게 설정되는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 표시 물질 및 상기 제2 표시 물질은 콜레스테릭 액정(Ch LC: Cholesteric Liquid Crystal)을 포함할 수 있다.
상기 제1 표시 물질은 반사 상태에서 제1 파장 범위의 광을 반사시키고, 상기 제2 표시 물질은 반사 상태에서 제2 파장 범위의 광을 반사시킬 수 있다.
상기 제2 표시 물질의 문턱값이 상기 제1 표시 물질의 문턱값보다 크게 설정된 경우에, 상기 제1 표시 물질의 문턱값 미만의 세기의 전기장이 인가되면 상기 제1 표시 물질 및 상기 제2 표시 물질 모두가 반사 상태를 나타내고, 상기 제1 표시 물질의 문턱값 이상 상기 제2 표시 물질의 문턱값 미만의 세기의 전기장이 인가되면 상기 제1 표시 물질이 투과 상태를 나타내고 상기 제2 표시 물질은 반사 상태를 나타내고, 상기 제2 표시 물질의 문턱값 이상의 세기의 전기장이 인가되면 상기 제1 표시 물질 및 상기 제2 표시 물질 모두가 투과 상태를 나타낼 수 있다.
그리고, 본 발명에 따른 반사형 표시 장치를 제어하기 위한 방법은, 인가되는 전기장의 세기에 따라 반사 상태 및 투과 상태 중 적어도 하나의 표시 상태를 나타내는 제1 표시 물질과 인가되는 전기장의 세기에 따라 반사 상태 및 투과 상태 중 적어도 하나의 표시 상태를 나타내는 제2 표시 물질에 대하여 전기장을 인가하는 단계, 및 상기 인가되는 전기장의 세기를 조절함으로써 상기 제1 표시 물질 및 제2 표시 물질의 표시 상태를 제어하는 단계를 포함하되, 상기 제1 표시 물질 및 상기 제2 표시 물질은, 각각의 문턱값 미만의 세기의 전기장이 인가되는 경우에는 반사 상태를 나타내고, 각각의 문턱값 이상의 세기의 전기장이 인가되는 경우에는 투과 상태를 나타내고, 상기 제1 표시 물질의 문턱값과 상기 제2 표시 물질의 문턱값은 서로 다르게 설정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, TFT(Thin Film Transistor)와 같은 복잡한 구동 수단이나 각 단위 셀마다 형성되는 복잡한 전극 패턴을 채용할 필요가 없이, 문턱값이 서로 다른 적어도 한 종류의 콜레스테릭 액정 전체에 대하여 인가되는 전기장의 세기만을 제어함으로써 다양한 컬러를 표시할 수 있게 되는 효과가 달성된다.
또한, 본 발명에 의하면, 서로 다른 컬러를 나타낼 수 있는 콜레스테릭 액정의 단위 셀(예를 들면, 콜레스테릭 액정, 뱅크, 격벽 등)을 특정 패턴에 따라 정밀하게 배열시킬 필요 없이, 서로 다른 컬러를 나타낼 수 있는 콜레스테릭 액정의 단위 셀의 혼합 비율만을 조절하여 구동 전극 사이에 한꺼번에 형성시키는 매우 단순한 제조 공정만으로도 다양한 컬러를 표시할 수 있는 반사형 표시 장치를 구현할 수 있게 되는 효과가 달성된다.
도 1은 종래기술에 따른 반사형 표시 장치의 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 반사형 표시 장치의 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 반사형 표시 장치의 각 콜레스테릭 액정에 포함되는 입자를 이동시키기 위한 전기장의 세기의 문턱값을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 표시 장치의 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 반사형 표시 장치의 콜레스테릭 액정에 적용될 수 있는 컬러 조합을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 8a 내지 도 8d는 본 발명의 일 실시예에 따라 반사형 표시 장치의 콜레스테릭 액정의 배열에 관한 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.
본 명세서에서 있어서, 콜레스테릭 액정은 반사 상태(즉, 플래너(Planar) 상태) 및 투과 상태(즉, 포컬 코닉(Focal conic) 상태의 두 가지 안정된 표시 상태를 나타낼 수 있다(쌍안정성, bi-stability). 여기서, 콜레스테릭 액정의 두 가지 표시 상태의 쌍안정성은 표시 장치의 기판(210, 220)의 요철 구조, 표면 처리 등에 의하여 조절될 수 있다.
보다 구체적으로, 콜레스테릭 액정이 입사광을 반사시키는 현상은 Bragg의 원리를 통해 설명될 수 있는데, 반사되는 광의 파장은 아래의 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.
<수학식 1>
λ=nP
수학식 1에서, λ는 반사광의 파장이고, n은 콜레스테릭 액정의 굴절률의 평균값이며, P는 피치(pitch)를 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 콜레스테릭 액정이 나선(helical) 구조를 포함할 수 있도록 하기 위해 감광성 도판트(chiral dopant)가 첨가될 수 있다. 콜레스테릭 액정이 플래너(Planar) 상태인 경우에 Bragg의 원리에 따라 입사광이 반사되고 콜레스테릭 액정이 포컬 코닉(Focal conic) 상태인 경우에는 나선(helical) 구조가 임의 방향으로 배열됨에 따라 입사광이 산란되는 정도가 낮아지고 투과되는 정도가 높아져서 콜렉스테릭 액정이 전반적으로 투명하게 될 수 있다.
[반사형 표시 장치의 구성]
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 반사형 표시 장치의 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 표시 장치(200)는 상부 기판(210), 하부 기판(220), 상부 전극(230) 및 하부 전극(240)을 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 표시 장치(200)는 상부 전극(230)과 하부 전극(240) 사이에 서로 다른 종류의 콜레스테릭 액정(251 내지 254)으로 이루어진 단위 셀을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 콜레스테릭 액정(251 내지 254)은 이들을 구동하는(즉, 표시 상태를 전환시키는) 데에 필요한 전기장의 최소 세기(즉, 문턱값)가 서로 다르게 구성될 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 콜레스테릭 액정(251), 제2 콜레스테릭 액정(252), 제3 콜레스테릭 액정(253) 및 제4 콜레스테릭 액정(254)은 인가되는 전기장의 세기가 각각의 문턱값 미만인 경우에 나선 구조의 축 방향이 표시면과 평행하게 되어 입사광을 반사시키는 반사 상태를 나타내고 인가되는 전기장의 세기가 각각의 문턱값 이상인 경우에는 나선 구조의 축 방향이 표시면과 직교하게 되어 입사광을 투과시키는 투과 상태를 나타낼 수 있는데, 이때, 제1 콜레스테릭 액정(251), 제2 콜레스테릭 액정(252), 제3 콜레스테릭 액정(253) 및 제4 콜레스테릭 액정(254)의 문턱값은 서로 다르게 설정될 수 있다.
[반사형 표시 장치의 동작]
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 반사형 표시 장치의 각 콜레스테릭 액정의 표시 상태를 전환시키기 위해 필요한 전기장의 세기의 문턱값을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 반사형 표시 장치(200)의 제1 콜레스테릭 액정(251), 제2 콜레스테릭 액정(252), 제3 콜레스테릭 액정(253) 및 제4 콜레스테릭 액정(254)의 표시 상태를 반사 상태에서 투과 상태로 전환시키기 위해 필요한 전기장의 세기의 문턱값은 각각 VT1, VT2, VT3 및 VT4 일 수 있다(VT1 < VT2 < VT3 < VT4). 또한, 제1 콜레스테릭 액정(251), 제2 콜레스테릭 액정(252), 제3 콜레스테릭 액정(253) 및 제4 콜레스테릭 액정(254)는 반사 상태의 경우에 각각 빨간색, 초록색, 파란색 및 검은색을 나타낼 수 있고, 하부 기판(220)은 흰색을 나타낼 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 반사형 표시 장치(200)의 제1 콜레스테릭 액정(251), 제2 콜레스테릭 액정(252), 제3 콜레스테릭 액정(253) 및 제4 콜레스테릭 액정(254)에 인가되는 전기장의 패턴(즉, 방향 및 세기)을 다양하게 조절함으로써, 흰색, 빨간색, 초록색, 파란색 및 검은색 중 적어도 하나의 컬러가 다양하게 표시되도록 할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 표시 장치의 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 4의 (a)를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 표시 장치(200)에서는 서로 다른 문턱값을 갖고 반사 상태에서 서로 다른 파장을 광을 반사시키는 제1 콜레스테릭 액정(251), 제2 콜레스테릭 액정(252) 및 제3 콜레스테릭 액정(253)이 동일 평면에 형성될 수 있다(즉, side-by-side).
도 4의 (b)를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 표시 장치(200)에서는 서로 다른 문턱값을 갖고 반사 상태에서 서로 다른 파장을 광을 반사시키는 제1 콜레스테릭 액정(251), 제2 콜레스테릭 액정(252) 및 제3 콜레스테릭 액정(253)이 수직으로 적층될 수 있다. 참고로, 도 1에 도시된 종래기술의 경우에는 제1 콜레스테릭 액정(131), 제2 콜레스테릭 액정(132) 및 제3 콜레스테릭 액정(133)을 구동하기 위한 상하부 전극(120)이 각각 구비되어야 하고 이들 상하부 전극(120)을 통하여 인가되는 전기장이 각각 조절되어야 하지만, 도 4의 (b)에 도시된 본 발명에 따른 반사형 표시 장치(200)의 경우에는 제1 콜레스테릭 액정(251), 제2 콜레스테릭 액정(252) 및 제3 콜레스테릭 액정(253)을 모두 아우르는 한 쌍의 상하부 전극(230, 240)만을 필요하며, 제1 콜레스테릭 액정(251), 제2 콜레스테릭 액정(252) 및 제3 콜레스테릭 액정(253)의 두께 또는 유전율을 조절하거나 한 쌍의 상하부 전극(230, 240)에 인가되는 전기장의 세기를 조절함으로써 다양한 컬러의 반사광을 구현할 수 있다.
도 4의 (c)를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 표시 장치(200)에서는 서로 다른 문턱값을 갖고 반사 상태에서 서로 다른 파장을 광을 반사시키는 제1 콜레스테릭 액정(251), 제2 콜레스테릭 액정(252) 및 제3 콜레스테릭 액정(253)이 서로 혼합된 상태로 한 쌍의 상하부 전극 사이에 충진될 수 있다. 여기서, 제1 콜레스테릭 액정(251), 제2 콜레스테릭 액정(252) 및 제3 콜레스테릭 액정(253)은 서로 혼재된 상태로 존재할 수 있고, 수평 방향으로 혹은 수직 방향으로 상분리가 되어 도 4의 (a) 혹은 (b)에 도시된 바와 같은 상태로 존재할 수도 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 표시 장치에 포함되는 콜레스테릭 액정은 광투과성 물질로 이루어진 캡슐로 캡슐화되거나 격벽으로 구획화될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 콜레스테릭 액정을 캡슐화함으로써 서로 다른 캡슐에 포함되는 콜레스테릭 액정 사이에 혼입 등의 직접적인 간섭이 발생하는 것을 방지할 수 있고, 입자 및 용매의 밀봉(sealing)을 용이하게 하여 반사형 표시 장치의 필름 형태로의 가공성을 향상시킬 수 있다. 이에 따라 반사형 표시 장치에 포함되는 콜레스테릭 액정을 각 캡슐마다 독립적으로 제어할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 반사형 표시 장치를 구성하는 콜레스테릭 액정에는 다양한 컬러 조합이 적용될 수 있다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 반사형 표시 장치의 콜레스테릭 액정에 적용될 수 있는 컬러 조합을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 반사형 표시 장치는 서로 다른 두 가지 컬러의 반사 상태를 나타내는 두 가지 종류의 콜레스테릭 액정을 포함할 수 있는데, 이러한 반사형 표시 장치는 두 가지 종류의 콜레스테릭 액정을 1:1의 비율로 혼합 배치시킴으로써 제조될 수 있다(도 5 참조). 마찬가지로, 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 표시 장치는 서로 다른 세 가지 또는 네 가지 컬러의 반사 상태를 나타내는 세 가지 또는 네 가지 종류의 콜레스테릭 액정을 포함할 수 있는데, 이러한 반사형 표시 장치는 세 가지 또는 네 가지 종류의 콜레스테릭 액정을 1:1:1의 비율로 또는 1:1:1:1의 비율로 혼합 배치시킴으로써 제조될 수 있다(도 6 또는 도 7 참조).
도 8a 내지 도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따라 반사형 표시 장치의 콜레스테릭 액정의 배열에 관한 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 각각 빨간색(Red, R), 초록색(Green, G), 파란색(Blue, B) 및 검은색(K, blacK)에 해당하는 복수의 콜레스테릭 액정이 일렬로(Stripe) 배열될 수 있고(도 8a 참조), 정사각형을 이루며 모자이크(mosaic) 방식으로 배열될 수 있고(도 8b 참조), 삼각형(Triangle 또는 Delta)을 이루며 반복적으로 배열될 수 있고(도 8c 참조), 마름모 형상을 이루며 반복적으로 배열될 수 있다(도 8d 참조).
다만, 본 발명에 따른 반사형 표시 장치에 포함되는 콜레스테릭 액정의 반사 상태에서의 컬러가 반드시 상기 열거된 것에 한정되는 것은 아니며, Cyan(시안), Magenta(마젠타) 및 Yellow(옐로우)의 컬러를 나타낼 수도 있을 것이다.
이상에서, 본 발명에 따른 반사형 표시 장치에 포함되는 표시 물질이 콜레스테릭 액정인 실시예에 대하여 주로 설명되어 있지만, 본 발명에 따른 반사형 표시 장치에 포함될 수 있는 표시 물질이 반드시 콜레스테릭 액정에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위 내에서 다른 표시 물질을 포함할 수도 있다. 예를 들면, 인가되는 전기장에 따라 반사 상태와 투과 상태가 가역적으로 전환될 수 있는 물질, 반사 상태에서 투과 상태로의 전환(혹은 투과 상태에서 반사 상태로의 전환)에 필요한 전기장의 세기의 문턱값을 갖는 물질, 반사 상태에서 투과 상태로의 전환(혹은 투과 상태에서 반사 상태로의 전환) 시 이력 특성이 존재하는 물질 등이 본 발명에 따른 반사형 표시 장치에 포함될 수 있을 것이다.
한편, 도면으로 도시되지는 않았지만, 본 발명에 따른 반사형 표시 장치는 콜레스테릭 액정 이외의 다른 종류의 다양한 액정(Liquid Crystal)을 포함하여 구성될 수도 있을 것이다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 네마틱(Nematic) 액정, 스메크틱(Smectic) 액정 등이 이에 해당할 수 있는데, 이들 액정은 외부 전기장, 외부 자기장, 온도 등에 따라 그 배열 상태가 변화되고 유전율이 변화될 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 외부 전기장에 따라 배열 상태가 변화되는 액정 중 특정 세기 이상의 전기장이 인가될 때 배열 상태가 급격하게 변화되는 액정을 사용함으로써, 결과적으로 전기장의 문턱값이 존재하는 반사형 표시 장치를 구현할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 반사형 표시 장치의 특징적인 구성은 자기장에 따라 자화율 및 자기 분극량이 변화하는 물질을 포함하는 표시 장치에도 적용될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 반사형 표시 장치의 특징적인 구성은 광의 세기 또는 파장에 따라 광 특성이 변화하는 물질을 포함하는 광 반응 표시 장치에도 적용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 반사형 표시 장치의 특징적인 구성은 온도 또는 열에 따라 광 특성이 변화되는 물질을 포함하는 열 반응 표시 장치에도 적용될 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.
100: 종래기술에 따른 반사형 표시 장치
200: 본 발명에 따른 반사형 표시 장치
210: 상부 기판
220: 하부 기판
230: 상부 전극
240: 하부 전극
251 내지 254: 콜레스테릭 액정

Claims (5)

  1. 인가되는 전기장의 세기에 따라 반사 상태 및 투과 상태 중 적어도 하나의 표시 상태를 나타내는 제1 표시 물질,
    인가되는 전기장의 세기에 따라 반사 상태 및 투과 상태 중 적어도 하나의 표시 상태를 나타내는 제2 표시 물질,
    상기 제1 표시 물질 및 상기 제2 표시 물질에 대하여 전기장을 인가하는 인가부, 및
    상기 인가되는 전기장의 세기를 조절함으로써 상기 제1 표시 물질 및 제2 표시 물질의 표시 상태를 제어하는 제어부
    를 포함하되,
    상기 제1 표시 물질 및 상기 제2 표시 물질은, 각각의 문턱값 미만의 세기의 전기장이 인가되는 경우에는 반사 상태를 나타내고, 각각의 문턱값 이상의 세기의 전기장이 인가되는 경우에는 투과 상태를 나타내고,
    상기 제1 표시 물질의 문턱값과 상기 제2 표시 물질의 문턱값은 서로 다르게 설정되는 것을 특징으로 하는 반사형 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 표시 물질 및 상기 제2 표시 물질은 콜레스테릭 액정(Ch LC: Cholesteric Liquid Crystal)을 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 표시 물질은 반사 상태에서 제1 파장 범위의 광을 반사시키고, 상기 제2 표시 물질은 반사 상태에서 제2 파장 범위의 광을 반사시키는 것을 특징으로 하는 반사형 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 표시 물질의 문턱값이 상기 제1 표시 물질의 문턱값보다 크게 설정된 경우에,
    상기 제1 표시 물질의 문턱값 미만의 세기의 전기장이 인가되면 상기 제1 표시 물질 및 상기 제2 표시 물질 모두가 반사 상태를 나타내고,
    상기 제1 표시 물질의 문턱값 이상 상기 제2 표시 물질의 문턱값 미만의 세기의 전기장이 인가되면 상기 제1 표시 물질이 투과 상태를 나타내고 상기 제2 표시 물질은 반사 상태를 나타내고,
    상기 제2 표시 물질의 문턱값 이상의 세기의 전기장이 인가되면 상기 제1 표시 물질 및 상기 제2 표시 물질 모두가 투과 상태를 나타내는 것을 특징으로 하는 반사형 표시 장치.
  5. 인가되는 전기장의 세기에 따라 반사 상태 및 투과 상태 중 적어도 하나의 표시 상태를 나타내는 제1 표시 물질과 인가되는 전기장의 세기에 따라 반사 상태 및 투과 상태 중 적어도 하나의 표시 상태를 나타내는 제2 표시 물질에 대하여 전기장을 인가하는 단계, 및
    상기 인가되는 전기장의 세기를 조절함으로써 상기 제1 표시 물질 및 제2 표시 물질의 표시 상태를 제어하는 단계
    를 포함하되,
    상기 제1 표시 물질 및 상기 제2 표시 물질은, 각각의 문턱값 미만의 세기의 전기장이 인가되는 경우에는 반사 상태를 나타내고, 각각의 문턱값 이상의 세기의 전기장이 인가되는 경우에는 투과 상태를 나타내고,
    상기 제1 표시 물질의 문턱값과 상기 제2 표시 물질의 문턱값은 서로 다르게 설정되는 것을 특징으로 하는 반사형 표시 장치를 제어하기 위한 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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