KR20140098504A - 가변 차광 투명 디스플레이 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전기습윤 표시 패널을 차광패널로 이용하여 투명도 저하 없이 투명 디스플레이의 명암비를 향상시키도록 한 가변 차광 투명 디스플레이 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 가변 차광 투명 디스플레이 장치는 투명부와 표시부를 가지는 서브픽셀이 복수로 형성되고, 상기 표시부에 의해 영상을 표시하는 제1패널; 및 상기 제1패널과 대면하여 결합되고, 착색 유체를 선택적으로 상기 투명부 또는 상기 표시부와 대응되는 위치로 이동시키켜 상기 표시부 또는 상기 투명부를 개방 또는 차광시키는 제2패널;을 포함하여 구성된다.

Description

가변 차광 투명 디스플레이{Variable Light Shielding Transparent Display Device}
본 발명은 가변 차광 투명 디스플레이 관한 것으로 특히, 전기습윤 표시 패널을 차광패널로 이용하여 투명도 저하 없이 투명 디스플레이의 명암비를 향상시키도록 한 가변 차광 투명 디스플레이 장치에 관한 것이다.
최근 영상 표시 장치로는 액정디스플레이(LCD : Liquid Crystal Display Device), 유기발광 다이오드(OLED : Organic Light Emitting Diode) 디스플레이, 플라즈마 디스플레이(PDP : Plasma Display Device) 등을 포함하는 평판표시장치가 주로 이용되고 있다.
액정디스플레이 장치와 OLED는 박막화, 저전압 구동이 가능하여 다른 표시 장치에 비해 이용율이 높으며, 특히 OLED 디스플레이는 전자와 정공의 재결합으로 유기 발광층을 발광시키는 자발광 소자로 휘도가 높고 구동 전압이 낮으며 초박막화가 가능하여 차세대 표시장치로 기대되고 있다.
이러한 OLED와 액정디스플레이 장치는 패널에 형성되는 전극을 투명전극으로 형성하여 투명디스플레이 장치로 이용이 가능하다. 특히, OLED 디스플레이는 화소 OLED를 구동하는 화소 회로 및 투명부로 구성하여 디스플레이 양측으로 발광함으로써 디스플레이 양면으로 정보를 표시할 수 있는 투명 디스플레이로 적용될 수 있다.
그러나, 투명 OLED 디스플레이는 항상 각 화소의 투명부를 통해 외부광을 투과시키므로 투과광을 차단해야 하는 블랙을 구현하기 어렵고 명실 환경에서 외부광에 의한 ACR(Ambient Contrast Ratio)이 낮아져 시인성이 저하되는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 액정패널, 일렉트로크로믹 디바이스(ECD : ElectroChromic device) 같은 선택적 차광 패널을 투명 표시 패널의 일측면에 부착하여 차광판으로 이용하는 기술이 제안되었다.
그러나, 액정패널을 차광 패널로 이용하는 경우 액정패널의 광 투과효율이 낮기 때문에 투명 표시 패널과 함께 이용하는 경우 투명도가 크게 저하되는 문제점이 있다. 또한 일렉트로크로믹 디바이스를 차광 패널로 이용하는 경우 블로, 그레이, 브라운 등과 같은 컬러를 구현할 수 있으나, 블랙의 구현이 어렵고 차광율이 낮아 차광효과를 기대하기 어려운 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 전기습윤 표시 패널을 차광패널로 이용하여 투명도 저하 없이 투명 디스플레이의 명암비를 향상시키도록 한 가변 차광 투명 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 가변 차광 투명 디스플레이 장치는 투명부와 표시부를 가지는 서브픽셀이 복수로 형성되고, 상기 표시부에 의해 영상을 표시하는 제1패널; 및 상기 제1패널과 대면하여 결합되고, 착색 유체를 선택적으로 상기 투명부 또는 상기 표시부와 대응되는 위치로 이동시키켜 상기 표시부 또는 상기 투명부를 개방 또는 차광시키는 제2패널;을 포함하여 구성된다.
상기 서브픽셀은 상기 표시부와 상기 투명부 사이에 형성되고, 상기 표시부의 구동을 위한 신호를 상기 표시부에 제공하는 회로부를 더 포함하여 구성된다.
상기 제2패널은 서로 이격되어 대면하도록 한쌍으로 구성되는 기판; 상기 표시부에 대응되는 위치의 상기 기판에 형성되는 제1전극; 상기 투명부에 대응되는 위치의 상기 기판에 형성되는 제2전극; 및 상기 제1전극 또는 상기 제2전극과 대면하여 상기 기판 상에 형성되는 공통전극;을 포함하여 구성되고, 상기 착색 유체는 한쌍의 상기 기판 사이에 형성되는 셀공간에 배치된다.
상기 제2패널은 복수의 상기 서브픽셀을 구분하기 위해 상기 기판에 형성되는 격벽, 상기 격벽과 상기 기판에 의해 형성되는 상기 셀공간의 상기 격벽 표면 및 상기 기판 면에 형성되는 소수성 절연층;을 더 포함하여 구성된다.
상기 제2패널은 상기 셀공간의 상기 기판 상에 형성되어 채널 및 레저부아를 형성하는 메사;를 더 포함하여 구성된다.
상기 제2패널에는 상기 메사에 의해 상기 표시부와 대응되는 위치에 제1채널, 상기 투명부와 대응되는 위치에 제2채널 및 상기 회로부와 대응되는 위치에 레저부아가 형성된다.
상기 제2패널은 상기 레저부아와 대응되는 위치 상기 기판 상에 제3전극이 형성된다.
상기 착색유체는 상기 제1채널로 이동되어 상기 투명부를 개방하고 상기 표시부를 차단하거나, 상기 제2채널로 이동되어 상기 표시부를 개방하고 상기 투명부를 차단하거나, 상기 레저부아로 이동되어 상기 투명부와 상기 표시부를 동시 개방한다.
본 발명에 따른 가변 차광 투명 디스플레이 장치는 전기습윤 표시 패널을 차광패널로 이용하여 투명도 저항 없이 투명 디스플레이의 명암비를 향상시키는 것이 가능하다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 가변차광 투명 디스플레이의 구성을 도시한 예시도.
도 2는 평면 투영 형태를 나타낸 예시도.
도 3은 착색유체의 이동을 측면에서 나타낸 예시도.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 가변 차광 투명 디스플레이의 구성을 도시한 예시도.
도 5는 도 4의 일부 구성을 좀더 상세히 도시한 사시도.
도 6은 덕트의 배치 및 전극라인의 배치를 설명하기 위한 평면도.
도 7a 내지 7c는 본 발명의 제2실시예에 따른 가변 차광 투명 디스플레이의 동작을 설명하기 위한 예시도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분양의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명하기로 한다. 첨부된 도면들에서 구성에 표기된 도면번호는 다른 도면에서도 동일한 구성을 표기할 때에 가능한 한 동일한 도면번호를 사용하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지의 기능 또는 공지의 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고 도면에 제시된 어떤 특징들은 설명의 용이함을 이해 확대 또는 축소 또는 단순화된 것이고, 도면 및 그 구성요소들이 반드시 적절한 비율로 도시되어 있지는 않다. 그러나 당업자라면 이러한 상세 사항들을 쉽게 이해할 것이다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 가변차광 투명 디스플레이의 구성을 도시한 예시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 가변차광 투명 디스플레이는 영상을 표시하는 제1패널(100), 제1패널(100)의 광을 차단 또는 개방하는 제2패널(200)을 포함하여 구성된다.
제1패널(100)은 제2패널과 접착제(299)에 의해 결합되어 전압 인가 여부에 따라 영상을 표시한다. 이 제1패널(100)은 OLED 패널로 구성될 수 있다. 구체적으로 제1패널(100)은 복수의 서브픽셀이 하나의 픽셀을 구성하고, 이러한 픽셀이 복수개 형성된다. 각 서브픽셀은 표시부(121), 회로부(122) 및 투명부(123)로 구분되며, 회로부(122)를 통해 공급되는 전압 또는 전류 신호에 의해 표시부(121)가 구동되어 영상을 표시하게 된다. 이러한 표시부(121)의 구성을 이해 제1패널(100)은 액정표시패널, OLED 패널, 전기영동 표시패널, 전기습윤 표시패널로 구성될 수 있다. 다만, 설명의 편의를 위해 본 발명에서는 OLED을 대표적인 예로 하여 상세한 설명을 진행하기로 하며, 표시부를 액정, 전기영동 소자, 전기습윤 소자로 변경하고, 그에 따른 셀구조를 적용하는 경우 용이하게 액정, 전기영동 소자, 전기습윤소자에 의해 제1패널(100)을 구성하는 것이 가능하다.
제1패널(100)이 OLED로 구성되는 경우 화소어레이(P)가 형성된 소자기판인 제1기판(111)과 실런트(미도시)에 의해 제1기판(111)과 합착되는 제2기판(112)를 포함하여 구성된다. 제1기판(111) 및 제2기판(112)은 투명기판이며, 유리, 투명합성수지를 이용하여 형성될 수 있다. 각 서브픽셀은 OLED로 구성되어 회로부(122)를 통해 인가되는 신호에 의해 발광되는 표시부(121), 표시부(121)에 신호를 전달하기 위해 표시부(121)와 투명부(123) 사이에 형성되는 회로부(122) 및 표시소자(121)가 형성되지 않는 투명부(123)로 구성된다. 편의상 도 1 및 하기의 도면에서는 1개의 서브픽셀만을 대표적으로 도시하여 설명하기로 한다.
OLED 소자는 제1전극 및 제2전극 사이의 유기 발광층을 구비한다. 발광층은 제1전극과 제2전극 사이에 순차적으로 적층된 전자 주입층, 전자 수송층, 유기 발광층, 정공 수송층, 정공 주입층을 구비한다. OLED는 제1 및 제2전극 사이에 포지티브 바이어스가 인가되면 캐소드로부터의 전자가 전자 주입층 및 전자 수송층을 경유하여 유기발광층으로 공급된다. 이에 따라 유기발광층에서 공급된 전자 및 정공의 재결합으로 형광 또는 인광 물질을 발광시킴으로써 전류 밀도에 비례하는 휘도를 발생한다. 제1전극 및 제2전극은 투명전극으로 형성되어 제1패널(100)의 양면(전면 및 배면)으로 발광함과 아울러, 각 서브픽셀의 투명부(123)를 통해 외부광이 투과됨으로써 투명 디스플레이가 구현된다.
회로부(122)는 스위칭 트랜지스터, 스토리지 커패시터, 구동트랜지스터를 포함하여 구성될 수 있다. 스위칭 트랜지스터는 스캔펄스에 응답하여 데이터 신호에 대응하는 전압을 스트로지 커패시터에 충전하고, 구동 트랜지스터는 스트로지 커패시터에 충전된 전압에 따라 OLED 소자로 공급되는 전류를 제어하여 OLED 소자의 발광량을 조절한다. OLED의 발광량은 구동 트랜지스터로부터 공급되는 전류에 비례하여 조정될 수 있다. 또한, 이 회로부(122)는 제1패널(100)에 형성되는 복수의 서브픽셀을 선택하고, 데이터를 전달하기 위해 스위칭 트랜지스터 및 구동 트랜지스터와 연결되는 복수의 게이트라인 및 데이터라인을 포함하여 구성된다.
제2패널(200)은 제1패널(100)의 일면 즉, 전면 및 배면 중 어느 한 면에 부착된다. 이 제2패널(200)은 제1패널(100)의 특정 부분을 차단 또는 개방하여 제1패널(100)이 투명상태가 되게 하거나, 블랙매트릭스와 같은 역할을 하여 제1패널(100)의 명암비를 개선시키게 된다.
이를 위해 제2패널(200)은 제1기판(211)과 제2기판(212)으로 구성되는 기판(210), 제1기판(211)과 제2기판(212) 사이의 셀 공간에 충진되는 유체층(220)을 포함하여 구성된다.
제1기판(211)은 제1전극(231)과 제2전극(232)이 형성된다. 제1전극(231)은 제1패널(100)과 제2패널(200)의 결합시 제1패널(100)에 형성되는 서브픽셀의 표시부(121)에 대응되는 위치에 형성되고, 제2전극(232)은 투명부(123)에 대응되는 위치에 형성된다. 이 제1전극(231)과 제2전극(232)은 각각 유체층(220)에 포함된 착색유체(221) 또는 비착색유체(222) 중 어느 하나를 인가되는 전기신호에 의해 이동시키는 역할을 하게 된다. 아울러, 제1기판에는 제1전극(231) 및 제2전극(232)을 덮도록 절연층(240)이 형성될 수 있으며, 이 절연층(240)은 유체층(220)에 포함된 유체의 종류에 따라 소수성 또는 친수성을 가지는 물질을 선택하여 형성될 수 있다. 구체적으로 이 절연층(240)은 듀퐁 상의 AF시리즈, 아사히 글라스사의 Cytop등의 재료를 스핀코팅 또는 딥(dip) 코팅하여 형성할 수 있다.
제2기판(212)은 공통전극(235)이 형성된다. 이 공통전극(235)은 제1전극(231)과 제2전극(232) 중 어느 한 전극과 전계를 형성하여 유체층(220)에 포함된 착색유체(221) 또는 비착색유체(222)를 제1패널(100)의 표시부(121) 또는 투명부(123) 중 어느 하나로 이동시키는 역할을 한다. 이러한 제2기판(212)에는 공통전극(235)을 덮도록 절연층(240)이 형성될 수 있다. 이 절연층(240)은 전극(230)과 유체(221)간의 흡착을 방지하는 역할과 셀공간 내에서의 유체 이동을 보조하는 역할을 한다.
한편, 제1기판(211)과 제2기판(212)의 사이에는 각 셀공간을 구분하고, 기판(210) 간의 간격을 일정하게 유지하기 위한 격벽(250)이 형성될 수 있다.
여기서, 제1전극(231) 및 제2전극(232)이 반드시 제1기판(211)에만 형성되어야 하는 것은 아니며, 제1전극(231)과 제2전극(232)이 서로 다른 기판에 형성되도록 하는 것도 가능하다. 다만, 본 발명에서는 설명의 편의를 위해 제1전극(231)과 제2전극(232)이 동일한 기판에 형성된 예를 위주로 상세한 설명을 진행하기로 한다.
유체층(220)은 극성을 가지는 착색유체(221)와 비극성의 비착색유체(222)로 구성된다. 여기서, 착색유체(221)가 비극성, 비착색유체(222)가 극성을 가지도록 할 수도 있으나, 설명의 편의를 위해 착색유체(221)가 극성을 가지는 것으로 가정하여 설명을 진행하기로 한다. 이러한 착색유체(221)와 비착색유체(222)는 서로 간의 혼합을 방지하기 위해 두 유체 중 어느 하나는 친수성, 나머지 하나는 소수성을 가지는 유체를 이용하거나, 둘 모두 소수성 유체를 사용하여 구성될 수 있다. 여기서, 소수성, 친수성은 비혼화성을 의미하며, 두 유체간의 혼화가 이루어지지 않음을 의미한다. 이러한 착색유체(221)와 비착색유체(222)는 극성을 가지는 유체 즉, 착색유체(221)가 제1전극(231) 또는 제2전극(232)에 인가되는 전기신호에 대해 인력 또는 척력을 가지게 되고, 이를 통해 이동을 하게 되며, 비극성 유체는 극성 유체의 이동에 의해 이동을 하게 된다.
착색유체(221)는 용액에 카본블랙, 흑색염료(black Dye)가 혼합되어 형성되거나, 적, 녹, 청색 염료의 혼합 또는 청록색(cyan), 마젠타(magenta), 황(yellow)염료의 혼합에 의해 흑색을 가지도록 할 수 있다. 이 착색유체(221)는 제1전극(231) 또는 제2전극(232)에 인가되는 전기신호에 의해 표시부(121) 또는 투명부(123)로 이동하여 표시부(121) 또는 투명부(123)를 차광하거나 개방하는 역할을 한다. 여기서, 착색유체(221)는 물과 같은 극성 또는 전도성 용액이거나, 이에 부동액인 에틸렌 글리콜과 착색제를 혼합한 용액일 수 있으며, 비착색유체(222)는 dodecane, tetradecance와 같은 alkane 계열이나 실리콘 오일 또는 이의 혼합 용액일 수 있으나, 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
도 2 및 도 3은 유체에 의한 차폐를 설명하기 위한 예시도들로서, 도 2는 평면 투영 형태를 나타낸 예시도이고, 도 3은 착색유체의 이동을 측면에서 나타낸 예시도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 가변 차광 투명 디스플레이는 OLED, LCD, 전기영동 표시장치, 전기습윤 표시장치와 같은 표시 패널로 구성되는 제1패널에 전기습윤(또는 전기유체) 표시패널을 이용하여 가변 차광을 실행한다.
이를 위해 본 발명은 도 1에서와 같이 표시패널인 제1패널(100)과 차광 패널인 제2패널(200)이 접착제(299)에 의해 결합되어 구성된다.
특히, 전술한 바와 같이 제2패널(200)의 셀공간은 제1패널(100)의 서브픽셀에 대응되도록 구성되며, 서브픽셀은 표시부(121), 회로부(122) 및 투명부(123)로 구성된다. 그리고, 제2패널(200)의 각 셀 공간에는 표시부(121)에 대응되는 제1전극(231), 투명부(123)에 대응되는 제2전극(232)이 구성되며, 셀공간에는 극성을 가지는 착색유체(221)와 비극성의 비착색유체(222)가 충진된다.
이러한 제2패널(200)은 극성을 가지는 유체 즉, 착색유체(221)를 제1전극(231) 또는 제2전극(232)에 인가되는 전기신호에 의해 제1전극(232) 또는 제2전극(232)이 형성된 위치로 이동시키고, 이를 통해 제1전극(232)과 대응되는 위치의 표시부(121) 또는 제2전극(232)과 대응되는 위치의 투명부(123)를 개방 또는 차폐하게 된다.
구체적으로 도 3의 (a)에서와 같이 표시부(121)를 차폐하고자하는 경우 착색유체(221)가 제1전극(231) 상으로 이동하게 된다. 이를 위해 제1전극(231)에 착색유체(221)에 대해 인력을 발생시키는 전기신호 또는 제2전극(232)에 착색유체(221)에 대해 척력을 발생시키는 전기신호를 인가하게 된다. 이를 통해 제1전극(231) 상으로 착색유체(221)가 이동하게 되며, 비착색유체(222)는 착색유체(221)의 이동에 의해 생기는 공간으로 착색유체(221)에 밀려 이동하게 되며, 이동이 종료되면 표시부(121)가 차폐된다. 이를 통해 투명부(123)는 개방되어 광의 투과가 이루어지게된다.
반면 (b)에서와 같이 제2전극(232)에 착색유체(221)에 대해 인력을 발생시키는 전기신호 또는 제1전극(231)에 착색유체(221)에 대해 척력을 발생시키는 전기신호를 인가하게 되며, 착색유체(221)가 제2전극(232) 상으로 이동하게 되고, 비착색유체(222)는 제1전극(231) 상으로 이동하게 된다. 이에 따라 표시부(121)는 개방되어 표시부(121)에서 발생된 광은 제2패널(220)을 통한 전면 및 제1패널(100)의 배면(제2패널(200)이 결합되지 않은 면)을 통해 방출된다. 그리고, 제2전극(232)으로 이동된 착색유체(221)는 블랙매트릭스와 같은 역할을 함과 아울러 투명부(123)에 의해 사용자 방향으로 광이 전달되는 것을 방지하여 명암비를 높이게 된다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 가변 차광 투명 디스플레이의 구성을 도시한 예시도이고, 도 5는 도 4의 일부 구성을 좀더 상세히 도시한 사시도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 가변차광 투명 디스플레이는 제1패널(100)과 제2패널(400)을 포함하여 구성된다. 여기서, 제2실시예의 가변 차광 투명 디스플레이는 전술한 제1실시예와 제1패널(100)의 구성은 동일한다. 때문에 차이점을 가지는 제2패널(400)에 대해서만 상세히 설명하기로 한다. 또한, 제2패널(400)을 설명함에 있어 전술한 제1실시예의 제2패널(200)과 동일한 구성에 대해서는 상세한 설명을 생략하기로 한다.
본 발명의 제2실시예에 따른 제2패널(400)은 제1기판(411)과 제2기판(412)으로 구성되고, 제1기판(411)과 제2기판(412) 사이에 셀공간을 형성하며, 셀공간에는 유체층(420)이 형성된다.
제1기판(411)은 제1전극(431), 제2전극(432) 및 제3전극(433)이 형성된다. 제1전극(431)은 제1패널(100)의 표시부(121)에 대응되는 위치에 형성되고, 제2전극(432)은 투명부(123)에 대응되는 위치에 형성된다. 그리고, 제3전극(433)은 회로부(122) 및 레저보우(461)와 대응되는 위치에 형성된다. 이 제 1 내지 제3전극(430 : 431, 432, 433)은 우체층(420)에 포함된 착색유체(421) 또는 비착색유체(422) 중 어느 하나를 인가되는 전기신호에 의해 이동시키는 역할을 하게 된다. 아울러, 제1기판(411)에는 제1 내지 제3전극(430)을 덮도록 절연층(440)이 형성된다.
제2기판(412)은 공통전극(435)이 형성된다. 이 공통전극(435)은 제1 내지 제3전극(430) 중 어느 한 전극과 전계를 형성하여 유체층(220)에 포함된 착색유체(421) 또는 비착색유체(422)를 제1패널(100)의 표시부(121), 회로부(122) 및 투명부(123) 중 어느 하나에 대응되는 위치로 이동시키는 역할을 한다. 특히, 제2기판(412)에는 메사(Mesa, 460)가 더 형성되며, 공통전극(435)은 메사(460)와 제2기판(412) 사이 또는 메사(460)와 제1기판(411)이 마주대하는 면에 형성될 수 있다. 도 4 및 이후의 도면에서는 메사(460) 표면에 공통전극(435)이 형성된 것으로 가정하여 설명을 진행하기로 한다.
한편, 본 발명은 메사(460)를 포함하여 구성된다. 메사(460)는 SU-8, 포토아크릴과 같은 고분자 폴리머를 포토레지스트 또는 패터닝과 같은 방법을 이용하여 제2기판(412) 면에 형성된다. 여기서, 메사(460)가 제1기판(411)에 형성되거나, 제1 및 제2기판(411, 412) 모두에 형성되도록 할 수도 있으나, 설명의 편의를 위해 제2기판(412)에 형성되는 것으로 가정하여 설명하기로 한다. 이 메사(460)는 3가지 모드로 착색유체(421)를 이동시킬 수 있도록 하여 제2패널(400)이 제1패널(100)을 세가지 상태로 유지할 수 있게 하는 역할을 한다. 구체적으로 본 발명의 제2실시예에서는 착색유체(421)가 표시부(121) 또는 투명부(123)를 선택적으로 차단 또는 개방하는 것 외에 표시부(121)와 투명부(123)를 동시에 개방하여 표시장치의 투명성을 향상시키는 것이 가능하다.
구체적으로 메사(460)는 제1전극(431)과의 사이 및 제2전극(432)과의 사이에 각각 채널(Channel)을 형성하고, 제3전극(433)과 대응되는 위치에 레저부아(reservoir)를 형성한다. 이 채널(462)은 유체(420)가 이동에 의해 채워지는 공간으로 메사(460)가 형성됨에 따라 제1기판(411)과의 제2기판(412) 구체적으로 메사(460)와 제1기판(411) 사이에 형성되는 공간이다. 그리고, 레저부아(461)는 회로부(122)가 형성되는 제3전극(433) 상에 형성되는 공간으로 메사(460)가 형성되지 않거나 다른 부분에 비해 얇게 형성되는 공간이다. 이 레저부아(461)는 표시부(121)와 투명부(122)를 동시 개방하는 경우 착색유체(421)의 저장공간으로 이용된다. 즉, 표시부(121)와 투명부(122)의 동시 개방시 착색유체(412)에 의해 형성되는 암점을 최소화함으로써 제1패널(100)의 투명성을 최대화하는 역할을 하게 된다. 때문에 이 레저부아(461)는 광투과율이 상대적으로 낮은 회로부(433)와 대응되어 형성된다. 그리고, 채널(462)은 레저부아(461)에 저장된 착색유체(421)가 표시부(121) 또는 투명부(123)를 차단하기 위해 이동되어 채워지는 공간이다. 이 채널(462)은 비교적 적은 양의 착색유체(421)에 의해서도 넓은 면적 즉, 표시부(121) 또는 투명부(123)를 차폐할 수 있도록 하기 위해 좁은 형성되는 좁은 틈으로 이해될 수 있다. 한편, 레저부아(461)는 회로부(122)와 중첩되는 위치에 다양한 형태로 형성될 수 있으며, 제시된 바와 같이 원형 기둥 형태로만 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
아울러, 이 메사(460)의 표면에는 공통전극(435)이 형성될 수 있으며, 공통전극(435)을 덮도록 절연층(440)이 형성될 수 있다.
한편, 서로 이웃하는 셀공간에 각각 형성되는 메사(460)는 단절되어 이격되도록, 즉 서로 이격되어 연결되지 않는 블럭을 형성되고 서로 이격된 공간은 덕트(463, 점선으로 표시)로 이용될 수 있다. 이 덕트(463)는 착색유체(421)의 이동시 비착색유체(422)의 이동을 보조하고 셀을 구분하는 경계로 이용된다.
아울러, 제1기판(411)과 제2기판(412)의 사이에는 기판(411, 412) 간의 간격을 일정하게 유지하기 위한 스페이서(451)가 형성될 수 있다.
한편, 도 6은 덕트의 배치 및 전극라인의 배치를 설명하기 위한 평면도이다.
도 6을 참조하면, 덕트(463)는 이웃하는 셀 간의 경계에 형성될 수 있으며, 하나의 셀공간을 둘러싸는 형태로 형성될 수 있다. 이 덕트(463)는 메사(460)가 형성되지 않는 빈 공간으로 표시부(121) 또는 투명부(123)로 착색유체(421)가 이동하는 경우 비착색유체(422)가 이동하는 경로의 역할을 하게 된다.
또한, 이 덕트(463)는 제1패널(100) 또는 제2패널(400)의 전극라인이 형성되는 공간으로 이용될 수 있다. 전술한 제1실시예에서는 회로부에 전극라인 형성될 수 있음을 언급한 바 있으나, 제1실시예에서도 제2실시예에서와 같이 셀 공간의 외곽을 따라 전극라인이 형성될 수 있다.
제2실시예에서는 덕트(463)에 대응되는 위치에 제1패널(100) 또는 제2패널(400)에 형성되는 전극라인(499)이 배치되도록 하는 것이 바람직하다.
이는 메사(460)에 의해 메사(460)가 형성된 부분과 형성되지 않은 부분의 투과율 차이가 발생하기 때문에 이를 최소화하기 위해서 투명전극으로 형성되는 전극라인(499)을 덕트(463) 형성 위치 또는 덕트(463)가 형성되는 기판(410)에 형성하여 투과율을 고르게 하는 것이 가능해진다.
한편 도 7a 내지 7c는 본 발명의 제2실시예에 따른 가변 차광 투명 디스플레이의 동작을 설명하기 위한 예시도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 가변 차광 투명 디스플레이는 제 1 내지 제 3의 세가지 모드로 동작이 가능하다.
구체적으로 도 7a에서와 같이 착색유체(421)가 레저부아(461)에 수납되어 유지되는 제1모드로 동작할 수 있다. 이 제1모드에서는 표시부(121)와 투명부(123)가 모두 개방되고 착색유체(421)에 의해 가려지는 암점이 최소화되어 제1패널(100)의 투명성이 최대가 된다. 이때, 선택적으로 표시부(121)를 구동시켜 영상을 표시하는 것도 가능하다. 이때에는 제3전극(433)에는 착색유체(421)에 인력을 발생시키는 전기신호가 인가되고 제1전극(431) 및 제2전극(432)에는 착색유체(421)에 대해 척력을 발생시키는 전기신호가 인가될 수 있다. 또는 전 전극에 전기신호를 인가하지 않는 경우 제1모드로 동작이 가능하지만, 명암비가 다소 저하될 수 있다. 구체적으로 채널(462)에 이동되어 있는 착색유체(421)는 제1전극(431) 또는 제2전극(432)에 인가된 신호를 제거하면 라플라스 압력 차이에 의해 발생하는 리코일 포스(Recoil Force)에 의해 레저부아(461)로 복귀하게 된다.
또한, 도 7b에서와 같이 착색유체(421)가 표시부(121)를 차폐하는 제2모드로 동작할 수 있다. 이때, 착색유체(421)는 제1전극(431)과 메사(460) 사이에 형성되는 제1채널(462a)로 이동되어 채워지고, 이를 통해 표시부(121)를 차폐하게 된다. 이를 위해 제1전극(431)에는 착색유체(421)에 인력을 발생시키는 전기신호가 인가되고, 제3전극(433) 또는 제3전극(433)과 제2전극(432)에는 척력을 발생시키는 전기신호가 인가될 수 있다.
마지막으로 도 7c에서와 같이 착샐유체(421)가 투명부(123)를 차폐하는 제3모드로 동작할 수 있다. 이때, 착색유체(421)는 제2전극(433)과 메사(460) 사이에 형성되는 제2채널(462b)로 이동되어 채워지고, 이를 통해 투명부(123)를 차폐하게 된다. 이를 위해 제2전극(432)에는 착색유체(421)에 인력을 발생시키는 전기신호가 인가되고, 제3전극(433) 또는 제2전극(432)과 제3전극(433)에는 척력을 발생시키는 전기신호가 인가될 수 있다.
이러한 본 발명의 가변 차광 표시 패널은 액정을 차광패널로 사용할 때에 비해 편광판과 같은 광손실요소를 이용하지 않게 됨으로써 전체적인 투과율을 액정을 사용할 때에 비해 대폭 개선하는 것이 가능해진다.
이상에서 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위해 구체적인 실시 예로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기와 같이 구체적인 실시 예와 동일한 구성 및 작용에만 국한되지 않고, 여러가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 실시될 수 있다. 따라서, 그와 같은 변형도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주해야 하며, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.
100 : 제1패널 110 : 기판
111 : 제1기판 112 : 제2기판
121 : 표시부 122 : 회로부
123 : 투명부 200, 400 : 제2패널
210, 410 : 기판 211, 411 : 제1기판
212, 412 : 제2기판 220, 420 : 유체
221, 421 : 착색유체 222, 422 ; 비착색유체
230, 430 : 전극 231, 431 : 제1전극
232, 432 : 제2전극 235, 435 : 공통전극
240, 440 : 절연층 250 : 격벽
433 : 제3전극 460 : 메사

Claims (8)

  1. 투명부와 표시부를 가지는 서브픽셀이 복수로 형성되고, 상기 표시부에 의해 영상을 표시하는 제1패널; 및
    상기 제1패널과 대면하여 결합되고, 착색 유체를 선택적으로 상기 투명부 또는 상기 표시부와 대응되는 위치로 이동시키켜 상기 표시부 또는 상기 투명부를 개방 또는 차광시키는 제2패널;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 가변 차광 투명 디스플레이.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 서브픽셀은
    상기 표시부와 상기 투명부 사이에 형성되고, 상기 표시부의 구동을 위한 신호를 상기 표시부에 제공하는 회로부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 가변 차광 투명 디스플레이.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제2패널은
    서로 이격되어 대면하도록 한쌍으로 구성되는 기판;
    상기 표시부에 대응되는 위치의 상기 기판에 형성되는 제1전극;
    상기 투명부에 대응되는 위치의 상기 기판에 형성되는 제2전극; 및
    상기 제1전극 또는 상기 제2전극과 대면하여 상기 기판 상에 형성되는 공통전극;을 포함하여 구성되고,
    상기 착색 유체는 한쌍의 상기 기판 사이에 형성되는 셀공간에 배치되는 것을 특징으로 하는 가변 차광 투명 디스플레이.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제2패널은
    복수의 상기 서브픽셀을 구분하기 위해 상기 기판에 형성되는 격벽,
    상기 격벽과 상기 기판에 의해 형성되는 상기 셀공간의 상기 격벽 표면 및 상기 기판 면에 형성되는 소수성 절연층;을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 가변 차광 투명 디스플레이.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제2패널은
    상기 셀공간의 상기 기판 상에 형성되어 채널 및 레저부아를 형성하는 메사;를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 가변 차광 투명 디스플레이.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제2패널에는 상기 메사에 의해
    상기 표시부와 대응되는 위치에 제1채널,
    상기 투명부와 대응되는 위치에 제2채널 및
    상기 회로부와 대응되는 위치에 레저부아가 형성되는 것을 특징으로 하는 가변 차광 투명 디스플레이.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제2패널은 상기 레저부아와 대응되는 위치 상기 기판 상에 제3전극이 형성되는 것을 특징으로 하는 가변 차광 투명 디스플레이.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 착색유체는
    상기 제1채널로 이동되어 상기 투명부를 개방하고 상기 표시부를 차단하거나,
    상기 제2채널로 이동되어 상기 표시부를 개방하고 상기 투명부를 차단하거나,
    상기 레저부아로 이동되어 상기 투명부와 상기 표시부를 동시 개방하는 것을 특징으로 하는 가변 차광 투명 디스플레이.
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