KR20160048661A - 컬러 표시장치 및 그 표시방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 컬러 표시장치 및 그 표시방법에 관한 것으로, 컬러 표시 물질을 포함하는 표시층; 상기 표시층의 하부에 적층되는 자화물질을 포함하는 제1 자화물질층으로 구성되며, 컬러 표시 물질이 포함된 표시층의 하부에 배치함으로써, 외부에서 인가되는 자기장에 안정적으로 컬러 표시 물질 입자들의 배열 및 간격이 조절되어 구현된 색상, 이미지, 정보를 자기장이 제거된 이후에도 유지될 수 있는 효과를 나타낸다.

Description

컬러 표시장치 및 그 표시방법{Color Display Device and Display Method Thereof}
본 발명은 컬러 표시장치 및 그 표시방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광결정물질 등 컬러 표시 물질이 포함된 표시층의 하부에 자화물질층이 적층되어 상기 컬러 표시 물질의 결정 또는 입자들의 배열 또는 간격이 조절됨으로써 특정한 색상, 이미지, 정보를 나타내는 컬러 표시장치에 관한 것이다.
기존의 컬러 표시 장치는 광결정물질을 이용하는 경우가 많은데, 이 경우 광결정물질의 매개체 물질의 특성을 조절함으로써 전기장 내지 자기장에 의하여 광결정 내지 광결정 입자들의 배열 및 간격을 조절한 후 전기장 내지 자기장을 제거 후에도 그 배열 내지 간격이 일정 시간동안 유지되도록 하는 방식으로 구동되고 있다.
예를 들어, 대한민국 공개특허공보 10-2009-0086192호에서는 광결정 입자가 분산된 상태에서 전기장을 인가하여 입자 간 간격을 제어함으로써 정보를 표시하는 표시장치가 개시되어 있다.
그러나 상기 선행기술에서는 입자의 간격을 제어함으로써 색변화를 유발하는 점에 대해 기재되어 있을 뿐, 컬러 표시장치 자체의 구조를 최적화함으로써 다양한 분야에 응용할 수 있는 세부적인 기술에 대해서는 개시되어 있지 않다.
또한, 대한민국 공개특허공보 10-2013-0085866호에서는 콜로이드 형태의 광결정을 포함하는 용액에 전기장을 인가하여 입자의 간격으로 조절함으로써 조사된 빛의 반사광을 조절하는 표시장치가 개시되어 있다.
그러나 상기 표시장치에서도 입자의 굴절률을 조절함으로써 색변화를 구현하는 점에 대해 기재되어 있을 뿐, 컬러 표시장치 자체의 구조를 최적화함으로써 다양한 분야에 응용할 수 있는 세부적인 기술에 대해서는 개시되어 있지 않아, 컬러 표시장치를 사용한 보안매체, 표시매체 등에 적용하는데에는 한계가 있으며, 목표로 하는 입자의 배열 및 간격을 조절하기 위한 컬러 표시장치의 구조에 대한 효율적인 설계가 어려운 문제가 있었다.
대한민국 공개특허공보 10-2009-0086192호 대한민국 공개특허공보 10-2013-0085866호
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 컬러 표시 물질의 매개체 대신 자화물질 등의 자기장을 부여할 수 있는 별도의 물질을 적층하는 형태로 구성하되, 특히, 컬러 표시 물질이 포함된 표시층의 하부에 배치함으로써, 외부에서 인가되는 자기장에 안정적으로 광결정 또는 입자들의 배열 및 간격이 조절되어 구현된 색상, 이미지, 정보를 자기장이 제거된 이후에도 유지될 수 있는 컬러 표시장치 및 그 표시방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 색변화를 효율적으로 일으킬 수 있는 다양한 구조를 제공함으로써 상기 컬러 표시장치에 대한 각종 분야에의 응용이 가능하게 하는 것을 그 목적으로 한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 컬러 표시장치 및 표시방법은 컬러 표시 물질을 포함하는 표시층; 상기 표시층의 하부에 적층되는 자화물질을 포함하는 제1 자화물질층으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 제1 자화물질층은 상기 표시층의 하부에 일정한 면적 및 간격을 유지하여 독립적으로 배치됨으로써 화소를 형성할 수 있다.
또한, 상기 제1 자화물질층의 하부 또는 측면에 제2 자화물질층이 적층될 수 있으며, 상기 제1 자화물질층의 하부 또는 측면에 영구자석 또는 전자석인 자성체가 적층될 수도 있다.
또한, 상기 제1 자화물질층의 하부에 제2 자화물질층이 적층되며, 상기 제1 자화물질층과 제2 자화물질층 사이에 선택적으로 자기장을 차단하는 차단층이 개재될 수 있고, 상기 제1 자화물질층과 제2 자화물질층을 연결하는 비아홀 또는 연결체가 형성될 수도 있다.
또한, 상기 제1 자화물질층과 상기 차단층 사이에 제3 자화물질층이 개재될 수도 있다.
또한, 상기 표시층의 하부에 일정한 면적 및 간격을 유지하여 독립적으로 배치된 상기 제1 자화물질층의 하부에 일정한 면적 및 간격을 유지하여 독립적으로 배치되는 복수의 제2 자화물질층이 적층되며, 상기 제1 자화물질층과 제2 자화물질층 사이에 선택적으로 자기장을 차단하는 차단층이 개재되며, 상기 복수의 제1 및 제2 자화물질층 각각에 영구자석 또는 전자석이 연결될 수 있다.
이때, 상기 제1 및 제2 자화물질층은 일정한 폭을 가지는 라인 형태로 적층되되, 상기 제1 자화물질층을 구성하는 라인과 상기 제2 자화물질층을 구성하는 라인은 서로 수직으로 교차하도록 적층될 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 컬러 표시 물질의 매개체 대신 자화물질 등의 별도의 물질층을 컬러 표시 물질이 포함된 표시층의 하부에 배치함으로써, 외부에서 자기장이 인가되지 않을 때에는 색을 구현하지 않거나 변색이 발생하지 않다가 외부에서 인가되는 자기장에 의해 안정적으로 광결정 내지 입자들이 배열 및 간격이 조절되어 구현된 색상, 이미지, 정보를 자기장이 제거된 이후에도 유지될 수 있는 효과가 있다.
또한, 색변화를 효율적으로 일으킬 수 있는 다양한 구조를 제공함으로써 상기 컬러 표시장치에 대한 각종 분야에의 응용이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러 표시장치의 구조를 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 제2 자화물질층이 적층된 컬러 표시장치의 구조를 나타낸 개념도이다.
도 3은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 자성체가 적층된 컬러 표시장치의 구조를 나타낸 개념도이다.
도 4는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 차단층이 개재된 컬러 표시장치의 구조를 나타낸 개념도이다.
도 5는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 제1 자화물질층과 제2 자화물질층을 연결하는 비아홀 또는 연결체가 형성된 컬러 표시장치의 구조를 나타낸 개념도이다.
도 6은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 제3 자화물질층이 개재된 컬러 표시장치의 구조를 나타낸 개념도이다.
도 7은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 제1 자화물질층과 제2 자화물질층 사이에 선택적으로 자기장을 차단하는 차단층이 개재되며, 상기 복수의 제1 및 제2 자화물질층 각각에 영구자석 또는 전자석이 연결된 컬러 표시장치의 구조를 나타낸 개념도이다.
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 지칭하며, 길이 및 면적, 두께 등과 그 형태는 편의를 하여 과장되어 표현될 수도 있다.
도 1 내지 도 7은 본 발명의 여러 실시예에 따른 컬러 표시장치의 구조를 나타낸다.
본 발명의 표시장치는 각 층이 적층되어 이루어지는데, 여기서 적층은 접착층을 개재하여 이루어진 것으로, 층과 층을 붙여 일체화한 상태일 수도 있고, 일부분에 비접착층을 포함하여 떼어낼 수 있는 상태일 수도 있으며, 박리가능한 접착층을 개재하여 필요에 따라 하나의 층을 제거할 수 있는 적층구조를 포함한다. 이러한 적층 구조는 본 발명의 표시장치의 응용, 예를 들어, 컬러 표시 라벨, 컬러 표시 스티커, 컬러 표시 카드 등의 제품에 맞추어 선택적으로 채용할 수 있는 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러 표시장치는 컬러 표시 물질을 포함하는 표시층(100); 상기 표시층의 하부에 적층되는 자화물질로 이루어진 제1 자화물질층(200)으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 컬러 표시 물질은 자기장에 의해 자화되어 입자의 정렬을 유발하며, 자기장이 차단된 이후에도 잔류자화(remnant magnetization)에 의하여 자화된 상태가 유지되는 물질로서, 다양한 형태의 광결정 물질, 강자성체(ferromagnetic materials), 초상자성체(superparamagnetic materials), 서로 다른 포화자화값을 갖는 2 이상의 입자의 혼합물을 이용할 수 있다.
상기 광결정 물질로는 실리콘(Si), 티타늄(Ti), 바륨(Ba), 스트론튬(Sr),
철(Fe), 니켈(Ni), 코발트(Co), 납(Pb), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 텅스텐(W), 몰리부덴(Mo), 아연(Zn), 지르코늄(Zr) 등의 원소나 이들을 포함하는 산화물, 질화물 등의 화합물을 들 수 있다. 또한, 스티렌(styrene), 피리딘(pyridine), 피롤(pyrrole), 아닐린(aniline), 피롤리돈(pyrrolidone), 아크릴산(acrylate), 우레탄(urethane), 티오펜(thiophene), 카바졸(carbazole), 플루오렌(fluorene), 비닐알코올(vinylalcohol), 에틸렌글리콜(ethylene glycol), 에톡시아크릴레이트(ethoxy acrylate) 중 적어도 하나의 단위체를 포함하는 유기 고분자 또는 폴리스티렌(polystyrene), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리염화비닐(polyvinyl chloride), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate) 등의 고분자 물질을 들 수도 있다.
상기 광결정 물질은 전하를 갖지 않는 입자 혹은 클러스터에 전하를 갖는 물질이 코팅된 형태로서 구성될 수도 있다. 예를 들면, 탄화수소기를 갖는 유기화합물에 의하여 표면이 가공(혹은 코팅)된 입자, 카르복실산(carboxylic acid)기, 에스테르(ester)기, 아실(acyl)기를 가지는 유기 화합물에 의하여 표면이 가공(혹은 코팅)된 입자, 할로겐(F, Cl, Br, I 등) 원소를 포함하는 착화합물에 의하여 표면이 가공(코팅)된 입자, 아민(amine), 티올(thiol), 포스핀(phosphine)을 포함하는 배위화합물에 의하여 표면이 가공(코팅)된 입자, 표면에 라디칼을 형성함으로써 전하를 갖는 입자가 이에 해당될 수 있다. 이와 같이 광결정 물질의 입자의 표면을 실리카, 고분자, 고분자 단량체 등의 물질로 코팅함으로써 입자가 용매 내에서 높은 분산성과 안정성을 갖도록 할 수 있다.
한편, 광결정 물질은 입자 직경이 수 nm 내지 수백 μm일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 외부 전기장에 의해 입자 들이 일정한 거리로 배열될 때 브래그 법칙(Bragg' Law)에 의해 입자의 굴절률 및 용매의 굴절률과 연계되어 가시광 영역의 광결정 파장대가 포함될 수 있는 입자의 크기로 설정할 수 있다.
또한, 상기 광결정 물질이 고유의 컬러를 갖도록 구성하기 위하여, 산화수 조절 또는 무기안료, 안료 등의 코팅을 통하여 특정 컬러를 부여할 수 있다. 예를 들면, 광결정 물질에 코팅되는 무기 안료로는 발색단을 포함하는 Zn, Pb, Ti, Cd, Fe, As, Co, Mg, Al 등이 산화물, 유화물, 유산염의 형태로 사용될 수 있고, 염료로는 형광 염료, 산성 염료, 염기성 염료, 매염 염료, 황화 염료, 배트 염료, 분산 염료, 반응성 염료 등이 사용될 수 있다.
또한, 상기 광결정 물질이 특정 컬러를 표시할 수 있도록 특정 구조색(structural color)을 갖는 물질일 수도 있다. 예를 들면, 실리콘 산화물(SiOx), 티타늄산화물(TiOx) 등의 입자가 굴절률이 다른 매체에 일정한 간격으로 균일하게 배열된 형태로 구성되어 특정 파장의 광을 반사시키는 물질일 수 있다. 광결정 구조를 가진 입자는 시야각에 따라 서로 다른 구조색이 발현될 수 있으므로, 자장을 인가함에 따라 자성입자의 배열에 의해 광결정 입자가 움직이에 되어 자성의 방향, 세기 등에 따라 서로 다른 구조색을 발현할 수 있다.
또한, 컬러 표시 물질의 분산성 및 안정성을 향상시키기 위하여 실리카, 고분자, 고분자 단량체 등을 입자 표면에 코팅할 수도 있다.
상기 컬러 표시 물질은 입자들이 위치와 배열을 안정적으로 유지할 수 있는 보조수단으로 유체, 겔, 공기 등의 매개체에 분산될 수 있다. 상기 매개체는 광투과성 물질로 구성되는 것이 바람직하며, 특정 파장의 광을 반사시키기 위하여 무기 안료, 염료, 형광물질, 인광물질, 발광물질 및 구조색을 갖는 물질 중 적어도 하나의 성분을 포함할 수도 있다.
상기 매개체는 상기 컬러 표시 물질이 균일하게 분산될 수 있도록 컬러 표시 물질의 비중과 비슷한 비중을 갖는 것을 사용할 수 있다.
자성을 가지는 상기 컬러 표시 물질은 단일 또는 이종의 금속이 함유된 입자, 산화물 입자이다.
금속의 경우, 금속 나이트레이트계 화합물, 금속 설페이트계 화합물, 금속 플루오르아세토아세테이트계 화합물, 금속 할라이드계 화합물, 금속 퍼클로로레이트계 화합물, 금속 설파메이트계 화합물, 금속 스티어레이트계 화합물 및 유기 금속 계열 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 자성 선구물질과 알킬트리메틸암모늄할라이드계 양이온 리간드, 알킬산, 트리알킬포스핀, 트리알킬포스핀옥사이드, 알킬아민, 알킬티올 등의 중성 리간드, 소듐알킬설페이트, 소듐알킬카복실레이트, 소듐알킬포스페이트, 소듐아세테이트 등의 음이온 리간드로 이루어진 군에서 선택되는 리간드를 용매에 첨가하여 녹임으로써 비정질 금속 겔을 제조하고, 이를 가열하여 결정성 입자로 상전이시킴으로써 제조할 수 있다.
이때 이종의 선구물질을 함유함으로써 최종적으로 얻어지는 입자의 자기적 특성이 증강되거나, 초상자성, 상자성, 강자성, 반강자성, 페리자성, 반자성 등의 다양한 자성 물질을 얻을 수 있다.
유체의 경우, 다양한 종류의 용매를 사용할 수 있는데, 예를 들어, 물, 트리클로로에틸렌(Trichloroethylene), 카본테트라클로라이드(Carbon Tetrachloride), 디이소프로필에테르(Diisopropyl Ether), 톨루엔(Toluene), 메틸-t-부틸에테르(Methyl-t-Bytyl Ether), 자일렌(Xylene), 벤젠(Benzene), 디에틸에테르(Diethyl Ether), 디클로로메탄(Dichloromethane), 1,2-디클로로에탄(1,2-Dichloroethane), 부틸아세테이트(Butyl Acetate), 이소프로판올(Isopropanol), 부탄올(n-Butanol), 테트라히드로퓨란(Tetrahydrofuran), 프로판올(n-Propanol), 클로로포름(Chloroform), 에틸아세테이트(Ethyl Acetate), 2-부탄온(2-Butanone), 디옥세인(Dioxane), 아세톤(Acetone), 메탄올(Metanol), 에탄올(Ethanol), 아세토니트릴(Acetonitrile), 아세트산(Acetic Acid), 디메틸포름아미드(Dimethylformamide), 디메틸설폭사이드(Dimethyl Sulfoxide), 프로필렌 카보네이트(Propylene carbonate), N,N-디메틸포름아미드(N,N-Dimethylformamide), 디메틸아세트아미드(Dimethyl Acetamide), N-메틸피롤리돈(N-Methylpyrrolidone) 등을 들 수 있다.
이러한 컬러 표시장치는 외부에서 영구자석 또는 전자석 등의 외부자성체(300)을 근접시키면 상기 자화물질에 자성이 부여되므로, 상기 자화물질로부터 발생되는 자기장에 의해 상기 표시층의 컬러 표시 물질 입자의 배열, 간격 또는 배열과 간격 모두가 조절되므로, 특정한 색상, 이미지, 정보를 나타내게 된다.
자화물질을 사용하지 않는 경우, 전체적인 색변화 효과가 저하되기 때문에 자화물질은 색변화를 두드러지게 하여 표시장치로서의 성능을 향상시키기 위한 중요한 요소로 작용한다.
이러한 특정한 색상, 이미지, 정보는 상기 외부자성체(300)를 제거한 후에도 유지되게 되므로, 카드 형태의 제품이나 태그 형태의 제품 등의 표시장치로서 사용할 수 있게 된다.
예를 들어, 카드 형태의 제품인 경우, 휴대전화의 스피커에 장착된 자석을 이용하여 휴대전화를 접근시킬 때 색변화를 일으켜 표시할 수 있다.
또한, 상기 제1 자화물질층(200)은 상기 표시층(100)의 하부에 일정한 면적 및 간격을 유지하여 독립적으로 배치함으로써 하나의 표시층(100)에 다수의 분리된 화소 또는 패턴 형태의 자화물질층을 배치할 수 있다.
이에 따라 각각의 제1 자화물질층(200)은 각각의 화소로서 역할을 수행할 수 있다.
또한, 상기 외부자성체(300)에 의하여 가해지는 자기장의 방향, 자기장의 주기, 자기장의 세기를 조절하여 자화물질에 부여된 자성의 세기 및 방향을 조절하여 앞서 구현된 색상, 이미지, 정보를 제거하거나 변경할 수도 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 또다른 실시예에 따른 컬러 표시장치는 컬러 표시 물질을 포함하는 표시층(100); 상기 표시층의 하부에 적층되는 자화물질로 이루어진 제1 자화물질층(200)으로 구성되되, 상기 제1 자화물질층의 하부 또는 측면에 제2 자화물질층(210)이 적층되는 것을 특징으로 한다.
이러한 구조를 통해 제1 자화물질층(200)이 각각 독립적으로 분리 배치되어 화소로서 기능을 할 경우, 독립된 화소의 기능을 수행하기 위하여 제2 자화물질층(210)이 분리되어 있는 제1 자화물질층(200)에 선택적으로 연결될 수 있다.
이때, 각 화소에 해당되는 제1 자화물질층(200)에 연결된 제2 자화물질층(210)의 각각에 임의의 방향에 위치하는 외부자성체에 의하여 가해지는 자기장의 방향, 자기장의 주기, 자기장의 세기를 조절하여 자화물질에 부여된 자성의 세기 및 방향을 조절하면, 앞서 각 화소별 구현된 색상, 이미지, 정보를 제거하거나 변경할 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 또다른 실시예에 따른 컬러 표시장치는 컬러 표시 물질을 포함하는 표시층(100); 상기 표시층의 하부에 적층되는 자화물질로 이루어진 제1 자화물질층(200)으로 구성되되, 상기 제1 자화물질층(200)의 하부 또는 측면에 제2 자화물질층 대신 영구자석 또는 전자석인 자성체(250)가 적층되는 것을 특징으로 한다.
즉, 각 화소에 해당되는 제1 자화물질층에 연결된 자석 내지 전자석의 자기장의 방향, 자기장의 주기, 자기장의 세기를 조절하여 자화물질에 부여된 자성의 세기 및 방향을 조절하여 앞서 각 화소별 구현된 색상, 이미지, 정보를 제거하거나 변경할 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 또다른 실시예에 따른 컬러 표시장치는 컬러 표시 물질을 포함하는 표시층(100); 상기 표시층의 하부에 적층되는 자화물질로 이루어진 제1 자화물질층(200)으로 구성되되, 상기 제1 자화물질층(200)의 하부에 제2 자화물질층(210)이 적층되되, 상기 제1 자화물질층(200)과 제2 자화물질층(210) 사이에 선택적으로 자기장을 차단하는 차단층(400)이 개재되는 것을 특징으로 한다.
상기 차단층(400)은 일정한 세기의 자기장에만 영향을 받는 층으로써 상기 차단층에 적층된 제2 자화물질층(210)이 적어도 2개 이상의 독립적인 채널들로 구성되어 첫번째 층의 독립적인 채널들과 3번째 층의 제2 자화물질층(210)의 독립적인 채널들이 중첩되는 영역이 컬러 표시 물질의 독립적인 화소의 역할을 수행할 수 있게 된다.
이러한 표시장치의 구조는, 예를 들어, 상기 차단층(400)을 이용자가 당겨서 제거할 경우, 색변화가 발생하여 컬러 표시가 가능하므로, 정품인증 패키지와 같은 패키지 제품에 활용할 수 있다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 또다른 실시예에 따른 컬러 표시장치는 컬러 표시 물질을 포함하는 표시층(미도시); 상기 표시층의 하부에 적층되는 자화물질로 이루어진 제1 자화물질층(200)으로 구성되되, 상기 제1 자화물질층(200)의 하부에 제2 자화물질층(210)이 적층되며, 상기 제1 자화물질층(200)과 제2 자화물질층(210) 사이에 선택적으로 자기장을 차단하는 차단층(400)이 개재되며, 상기 제1 자화물질층(200)과 제2 자화물질층(210)을 연결하는 비아홀 또는 연결체(500)가 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 비아홀 또는 연결체(500)는 제1 자화물질층(200)과 제2 자화물질층(210)을 연결함으로써 독립적인 채널들이 중첩되는 영역에서 도 4의 적층구조와는 다른 컬러 표시 물질의 독립적인 화소의 역할을 수행하게 되므로 또 다른 형태의 표시장치를 구성하게 된다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 또다른 실시예에 따른 컬러 표시장치는 컬러 표시 물질을 포함하는 표시층(미도시); 상기 표시층의 하부에 적층되는 자화물질로 이루어진 제1 자화물질층(200)으로 구성되되, 상기 제1 자화물질층(200)의 하부에 제2 자화물질층(210)이 적층되며, 상기 제1 자화물질층(200)과 제2 자화물질층(210) 사이에 선택적으로 자기장을 차단하는 차단층(400)이 개재되며, 상기 제1 자화물질층(200)과 상기 차단층(400) 사이에 제3 자화물질층(220)이 개재되는 것을 특징으로 한다.
이러한 적층구조를 통해 제2 자화물질층과 제3 자화물질층(3번째 층)의 독립적인 채널들이 중첩되는 영역에 있어서, 중첩되는 첫번째 층의 상부에 제2 자화물질층을 형성하여 컬러 표시 물질의 쌍안정성 및 색상, 이미지, 정보 표시의 특성을 조절할 수 있다.
첫번째 층의 독립적인 채널들과 3번째 층의 독립적인 채널들이 중첩되는 영역들이 각각의 독립적인 화소로 구성되고, 각 화소에 미치는 자가장의 세기 및 방향을 독립적으로 제어하기 위하여 외부로부터 가해지는 자기장의 세기 및 방향을 각 채널들에 독립적으로 인가하여 조절할 수 있다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 또다른 실시예에 따른 컬러 표시장치는 컬러 표시 물질을 포함하는 표시층(미도시); 상기 표시층의 하부에 적층되는 자화물질로 이루어진 제1 자화물질층(200)으로 구성되되, 상기 제1 자화물질층(200)의 하부에 일정한 면적 및 간격을 유지하여 독립적으로 배치되는 복수의 제2 자화물질층(210)이 적층되며, 상기 제1 자화물질층(200)과 제2 자화물질층(210) 사이에 선택적으로 자기장을 차단하는 차단층(400)이 개재되며, 상기 복수의 제1 및 제2 자화물질층 각각에 영구자석 또는 전자석(자석a, 자석b, 자석1, 자석2)이 연결되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 제1 및 제2 자화물질층은 일정한 폭을 가지는 라인 형태로 적층되되, 상기 제1 자화물질층(200)을 구성하는 라인과 상기 제2 자화물질층(210)을 구성하는 라인은 서로 수직으로 교차하도록 적층될 수 있다.
즉, 외부로부터 인가되는 자기장의 세기 및 방향을 조절하기 위하여 각 채널들에 자석 내지 전자석(자석a, 자석b, 자석1, 자석2)이 1:1로 매칭되는 것이 본 컬러 표시장치의 특징이 된다.
이러한 구조를 통해 각 화소들에 미치는 전기장의 세기 및 방향에 편차를 두어 인접화소들 간에 자기장이 서로 간섭되는 특성을 조절하여 특정한 컬러, 이미지, 정보를 나타낼 수 있다.
또한, 표시부에 해당하는 영역에 제2 외부자성체를 이용하여 자화물질에 부여된 자성의 세기를 조절하거나 제거하여 특정한 컬러, 이미지, 정보를 나타내거나 소거할 수 있다.
이때, 자화물질에 해당하는 물질에 강한 자계를 발생시키는 초전도체가 적용될 수도 있다.
본 발명의 컬러 표시장치는 컬러 표시 물질의 매개체 대신 자화물질 등의 별도의 물질층을 컬러 표시 물질이 포함된 표시층의 하부에 배치함으로써, 외부에서 자기장이 인가되지 않을 때에는 색을 구현하지 않거나 변색이 발생하지 않다가 외부에서 인가되는 자기장에 의해 안정적으로 광결정 내지 입자들이 배열 및 간격이 조절되어 구현된 색상, 이미지, 정보를 자기장이 제거된 이후에도 유지될 수 있는 효과가 있다. 따라서 본 발명의 변색을 일으키는 다양한 구조는 컬러 표시장치의 응용에 맞추어 다양한 적용이 가능하다.
본 발명은 상술한 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형과 변경이 가능하다. 그러한 변형예 및 변경예는 본 발명과 첨부된 특허청구범위의 범위 내에 속하는 것으로 보아야 한다.
100 : 표시층
200 : 제1 자화물질층 210 : 제2 자화물질층
220 : 제3 자화물질층 250 : 자성체
300 : 외부자성체 400 : 차단층
500 : 비아홀 또는 연결체 600 : 영구자석 또는 전자석

Claims (10)

  1. 컬러 표시 물질을 포함하는 표시층;
    상기 표시층의 하부에 적층되는 자화물질을 포함하는 제1 자화물질층;
    으로 구성되는 것을 특징으로 하는 컬러 표시장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 자화물질층은 상기 표시층의 하부에 일정한 면적 및 간격을 유지하여 독립적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 컬러 표시장치.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 자화물질층의 하부 또는 측면에 제2 자화물질층이 적층되는 것을 특징으로 하는 컬러 표시장치.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 자화물질층의 하부 또는 측면에 영구자석 또는 전자석인 자성체가 적층되는 것을 특징으로 하는 컬러 표시장치.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 자화물질층의 하부에 제2 자화물질층이 적층되며,
    상기 제1 자화물질층과 제2 자화물질층 사이에 선택적으로 자기장을 차단하는 차단층이 개재되는 것을 특징으로 하는 컬러 표시장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제1 자화물질층과 제2 자화물질층을 연결하는 비아홀 또는 연결체가 형성되는 것을 특징으로 하는 컬러 표시장치.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 제1 자화물질층과 상기 차단층 사이에 제3 자화물질층이 개재되는 것을 특징으로 하는 컬러 표시장치.
  8. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 자화물질층의 하부에 일정한 면적 및 간격을 유지하여 독립적으로 배치되는 복수의 제2 자화물질층이 적층되며,
    상기 제1 자화물질층과 제2 자화물질층 사이에 선택적으로 자기장을 차단하는 차단층이 개재되며,
    상기 복수의 제1 및 제2 자화물질층 각각에 영구자석 또는 전자석이 연결되는 것을 특징으로 하는 컬러 표시장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제1 및 제2 자화물질층은 일정한 폭을 가지는 라인 형태로 적층되되,
    상기 제1 자화물질층을 구성하는 라인과 상기 제2 자화물질층을 구성하는 라인은 서로 수직으로 교차하도록 적층되는 것을 특징으로 하는 컬러 표시장치.
  10. 컬러 표시 물질을 포함하는 표시층 및 상기 표시층의 하부에 적층되는 자화물질을 포함하는 제1 자화물질층으로 구성되어, 상기 자화물질의 자성에 의해 상기 컬러 표시 물질의 입자 배열, 간격 또는 배열과 간격 모두가 조절되는 것을 특징으로 하는 컬러 표시방법.
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