WO2021054656A1 - 광 경로 제어 부재 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 - Google Patents

광 경로 제어 부재 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 Download PDF

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WO2021054656A1
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particles
particle
light
substrate
control member
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손문영
김병숙
박진경
이종식
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엘지이노텍 주식회사
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    • H10K59/80—Constructional details
    • H10K59/875—Arrangements for extracting light from the devices
    • H10K59/877—Arrangements for extracting light from the devices comprising scattering means

Definitions

  • the embodiment relates to a light path control member having improved front luminance and a display device including the same.
  • the shading film blocks the transmission of light from the light source, and is attached to the front of the display panel, which is a display device used for mobile phones, notebook computers, tablet PCs, vehicle navigation, and vehicle touch, and the incident angle of light when the display transmits the screen. It is used for the purpose of expressing clear image quality at the viewing angle required by the user by adjusting the viewing angle of light according to the method.
  • the shading film may be used for windows of vehicles or buildings to partially shield external light to prevent glare or to prevent the interior from being seen from the outside.
  • the light shielding film may be a light path conversion member that blocks light in a specific direction and transmits light in a specific direction by controlling a movement path of light. Accordingly, by controlling the transmission angle of light by the light shielding film, it is possible to control the viewing angle of the user.
  • such a light-shielding film is a light-shielding film that can always control the viewing angle regardless of the surrounding environment or the user's environment, and a switchable light-shielding film that allows the user to turn on-off the viewing angle control according to the surrounding environment or the user's environment. Can be distinguished.
  • the switchable light-shielding film may be implemented by adding particles that move electrically to the pattern portion to change the receiving portion into a light transmitting portion and a light blocking portion by dispersion and agglomeration of the particles.
  • the receiving portion acts as a light transmitting portion, and when the particles are dispersed and disposed, the receiving portion may act as a light blocking portion.
  • An embodiment is to provide a light path control member having an improved front luminance by adding metal oxide particles that induce light scattering together with light absorbing particles to a light conversion unit.
  • the optical path control member includes: a first substrate; A first electrode disposed on an upper surface of the first substrate; A second substrate disposed on the first substrate; A second electrode disposed on the lower surface of the second substrate; A light conversion unit disposed between the first electrode and the second electrode, the light conversion unit including a partition wall portion and a receiving unit alternately disposed, and the receiving unit changes light transmittance according to the application of a voltage, and the The receiving portion includes a dispersion and light conversion particles dispersed in the dispersion, the light conversion particles include first particles and second particles, the second particles have hollows formed therein, and the surface of the first particles And the surfaces of the second particles are charged with the same polarity.
  • the light path control member according to the embodiment may have an improved front transmittance.
  • the light path control member according to the embodiment may have improved luminance uniformity.
  • optical path control member according to the embodiment may have improved particle dispersion stability.
  • the metal oxide particles that reflect and/or scatter light on the light conversion particles disposed in the light conversion unit it is possible to improve the transmittance of the light conversion unit when the light conversion unit is driven to the transmission unit.
  • the amount of light emitted through the light scattering particles toward the user may be increased, thereby improving front transmittance.
  • phase separation due to the difference in specific gravity may be prevented, and a phenomenon in which specific particles may settle to the bottom may be prevented. Accordingly, since dispersion stability is ensured, the transmittance characteristic of the optical path control member can be maintained even after a long time elapses.
  • FIG. 1 is a view showing a perspective view of an optical path control member according to an embodiment.
  • FIGS. 2 and 3 are views respectively showing perspective views of a first substrate and a first electrode, and a second substrate and a second electrode of an optical path control member according to an exemplary embodiment.
  • FIGS. 4 and 5 are views illustrating a cross-sectional view of an optical path control member according to an exemplary embodiment.
  • 6 to 9 are views showing an enlarged view of an area A of FIG. 4.
  • FIG 10 to 13 are views showing another cross-sectional view of the optical path control member according to the embodiment.
  • FIG 14 and 15 are views showing another cross-sectional view of an optical path control member according to an embodiment.
  • 16 to 19 are diagrams illustrating an enlarged view of an area of FIG. 14.
  • 20 to 27 are views for explaining a method of manufacturing an optical path control member according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 28 is a diagram illustrating a cross-sectional view of a display device to which an optical path control member according to an exemplary embodiment is applied.
  • 29 and 30 are diagrams for describing an embodiment of a display device to which an optical path control member according to the embodiment is applied.
  • first, second, A, B, (a), and (b) may be used in describing the constituent elements of the embodiment of the present invention. These terms are only for distinguishing the constituent element from other constituent elements, and are not limited to the nature, order, or order of the constituent element by the term.
  • a component when a component is described as being'connected','coupled' or'connected' to another component, the component is not only directly connected, coupled, or connected to the other component, but also the component and It may also include a case of being'connected','coupled' or'connected' due to another component between the other components.
  • top (top) or bottom (bottom) is one as well as when the two components are in direct contact with each other. It also includes the case where the above other component is formed or disposed between the two components.
  • optical path control member for a switchable optical path control member that drives in various modes according to the movement of electrophoretic particles by application of a voltage.
  • the optical path control member includes a first substrate 110, a second substrate 120, a first electrode 210, a second electrode 220, and a light conversion unit. It may include (300).
  • the first substrate 110 may support the first electrode 210.
  • the first substrate 110 may be rigid or flexible.
  • the first substrate 110 may be transparent.
  • the first substrate 110 may include a transparent substrate capable of transmitting light.
  • the first substrate 110 may include glass, plastic, or a flexible polymer film.
  • flexible polymer films include polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate (PC), acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS), and polymethylmethacrylic.
  • PET polyethylene terephthalate
  • PC polycarbonate
  • ABS acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer
  • PMMA Polymethyl Methacrylate
  • PEN Polyethylene Naphthalate
  • PES Polyether Sulfone
  • COC Cyclic Olefin Copolymer
  • Triacetylcellulose (TAC) film polyvinyl alcohol
  • Polyvinyl alcohol, PVA polyimide
  • PI polyimide
  • PS polystyrene
  • the first substrate 110 may be a flexible substrate having a flexible characteristic.
  • the first substrate 110 may be a curved or bent substrate. That is, the optical path control member including the first substrate 110 may also be formed to have a flexible, curved or bent characteristic. For this reason, the optical path control member according to the embodiment may be changed into various designs.
  • the first substrate 110 may have a thickness of about 1 mm or less.
  • the first electrode 210 may be disposed on one surface of the first substrate 110.
  • the first electrode 210 may be disposed on the upper surface of the first substrate 110. That is, the first electrode 210 may be disposed between the first substrate 110 and the second substrate 120.
  • the first electrode 210 may include a transparent conductive material.
  • the first electrode 210 may include indium tin oxide, indium zinc oxide, copper oxide, tin oxide, and zinc oxide.
  • It may include a metal oxide such as titanium oxide (titanium oxide).
  • the first electrode 210 may be disposed on the first substrate 110 in a film shape.
  • the light transmittance of the first electrode 210 may be about 80% or more.
  • the first electrode 210 may have a thickness of about 10 nm to about 50 nm.
  • the first electrode 210 may include various metals to implement low resistance.
  • the first electrode 210 is chromium (Cr), nickel (Ni), copper (Cu), aluminum (Al), silver (Ag), molybdenum (Mo). It may include at least one metal of gold (Au), titanium (Ti), and alloys thereof.
  • the first electrode 210 may be disposed on the entire surface of the first substrate 110.
  • the first electrode 210 may be disposed as a surface electrode on one surface of the first substrate 110.
  • the embodiment is not limited thereto, and the first electrode 210 may be formed of a plurality of pattern electrodes having a predetermined pattern.
  • the first electrode 210 may include a plurality of conductive patterns.
  • the first electrode 210 may include a plurality of mesh lines crossing each other and a plurality of mesh openings formed by the mesh lines.
  • the first electrode 210 includes a metal
  • visibility may be improved because the lower electrode is not visually recognized from the outside.
  • the luminance of the light path control member according to the embodiment may be improved.
  • the second substrate 120 may be disposed on the first substrate 110.
  • the second substrate 120 may be disposed on the first electrode 210 on the first substrate 110.
  • the second substrate 120 may include a material capable of transmitting light.
  • the second substrate 120 may include a transparent material.
  • the second substrate 120 may include the same material as or similar to the first substrate 110 described above.
  • the second substrate 120 may include glass, plastic, or a flexible polymer film.
  • flexible polymer films include polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate (PC), acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS), and polymethylmethacrylic.
  • PET polyethylene terephthalate
  • PC polycarbonate
  • ABS acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer
  • PMMA Polymethyl Methacrylate
  • PEN Polyethylene Naphthalate
  • PES Polyether Sulfone
  • COC Cyclic Olefin Copolymer
  • Triacetylcellulose (TAC) film polyvinyl alcohol
  • Polyvinyl alcohol, PVA polyimide
  • PI polyimide
  • PS polystyrene
  • the second substrate 120 may be a flexible substrate having flexible characteristics.
  • the second substrate 120 may be a curved or bent substrate. That is, the optical path control member including the second substrate 120 may also be formed to have a flexible, curved or bent characteristic. For this reason, the optical path control member according to the embodiment may be changed into various designs.
  • the second substrate 120 may have a thickness of about 1 mm or less.
  • the second electrode 220 may be disposed on one surface of the second substrate 120.
  • the second electrode 220 may be disposed on the lower surface of the second substrate 120. That is, the second electrode 220 may be disposed on a surface of the second substrate 120 facing the first substrate 110. That is, the second electrode 220 may be disposed facing the first electrode 210 on the first substrate 110. That is, the second electrode 220 may be disposed between the first electrode 210 and the second substrate 120.
  • the second electrode 220 may include a transparent conductive material.
  • the second electrode 220 may include indium tin oxide, indium zinc oxide, copper oxide, tin oxide, and zinc oxide. , It may include a metal oxide such as titanium oxide (titanium oxide).
  • the second electrode 220 may be disposed on the second substrate 120 in a film shape.
  • the light transmittance of the second electrode 220 may be about 80% or more.
  • the second electrode 220 may have a thickness of about 10 nm to about 50 nm.
  • the second electrode 220 may include various metals to implement low resistance.
  • the second electrode 220 is chromium (Cr), nickel (Ni), copper (Cu), aluminum (Al), silver (Ag), molybdenum (Mo). It may include at least one metal of gold (Au), titanium (Ti), and alloys thereof.
  • the second electrode 220 may be disposed on the entire surface of the second substrate 120.
  • the second electrode 220 may be disposed as a surface electrode on one surface of the second substrate 120.
  • the embodiment is not limited thereto, and the second electrode 220 may be formed of a plurality of pattern electrodes having a predetermined pattern.
  • the second electrode 220 may include a plurality of conductive patterns.
  • the second electrode 220 may include a plurality of mesh lines crossing each other and a plurality of mesh openings formed by the mesh lines.
  • the second electrode 220 includes a metal
  • visibility may be improved because the upper electrode is not visually recognized from the outside.
  • luminance of the light path control member according to the embodiment may be improved.
  • the light conversion unit 300 may be disposed between the first substrate 110 and the second substrate 120. In detail, the light conversion unit 300 may be disposed between the first electrode 210 and the second electrode 220.
  • An adhesive layer 400 may be disposed between at least one of the light conversion unit 300 and the first substrate 110 or between the light conversion unit 300 and the second substrate 120, and the The first substrate 110, the second substrate 120, and the light conversion unit 300 may be adhered by the adhesive layer 400.
  • a buffer layer may be disposed between the first electrode 210 and the light conversion unit 300.
  • the adhesion between the first electrode 210 including a heterogeneous material and the light conversion unit 300 may be improved by the buffer layer.
  • the light conversion unit 300 may include a partition wall portion 310 and a receiving portion 320.
  • the partition wall portion 310 may be defined as a partition wall region that partitions the receiving portion. That is, the partition wall portion 310 is a partition wall region that partitions a plurality of receiving portions.
  • the receiving part 320 may be defined as a region that changes into a light blocking part and a light transmitting part according to the application of a voltage.
  • the partition wall portion 310 and the receiving portion 320 may be alternately disposed with each other.
  • the partition wall portion 310 and the receiving portion 320 may be disposed to have different widths.
  • the width of the partition wall portion 310 may be greater than the width of the receiving portion 320.
  • the partition wall portion 310 and the receiving portion 320 may be disposed in direct or indirect contact with at least one of the first electrode 210 and the second electrode 220.
  • the partition wall portion 310 and the receiving portion 320 may be alternately disposed with each other.
  • the partition wall portion 310 and the receiving portion 320 may be alternately disposed with each other. That is, each partition wall portion 310 may be disposed between the receiving portions 320 adjacent to each other, and each receiving portion 320 may be disposed between the partition wall portions 310 adjacent to each other.
  • the partition 310 may include a transparent material.
  • the partition 310 may include a material capable of transmitting light.
  • the partition wall portion 310 may include a resin material.
  • the partition 310 may include a photo-curable resin material.
  • the partition 310 may include a UV resin or a transparent photoresist resin.
  • the partition wall portion 310 may include a urethane resin or an acrylic resin.
  • the partition wall portion 310 may transmit light incident on one of the first substrate 110 or the second substrate 120 toward another substrate.
  • light may be emitted in the direction of the first substrate 110 and light may be incident in the direction of the second substrate 120.
  • the partition 310 transmits the light. And, the transmitted light may move toward the second substrate 120.
  • a sealing part 500 for sealing the light path control member may be disposed on a side surface of the partition wall part, and the side surface of the light conversion part 300 may be sealed by the sealing part.
  • the receiving part 320 may include a dispersion liquid 320a and the light conversion particles 10 described above. Specifically, the dispersion liquid 320a is injected and filled in the receiving part 320, and the dispersion liquid 320a ), a plurality of light conversion particles 10 may be dispersed.
  • the dispersion liquid 320a may be a material that disperses the light conversion particles 10.
  • the dispersion liquid 320a may include a transparent material.
  • the dispersion liquid 320a may contain a non-polar solvent.
  • the dispersion liquid 320a may include a material capable of transmitting light.
  • the dispersion 320a may include at least one of halocarbon oil, paraffin oil, and isopropyl alcohol.
  • the light conversion particles 10 may be dispersed and disposed in the dispersion liquid 320a.
  • the plurality of light conversion particles 10 may be disposed to be spaced apart from each other in the dispersion liquid 320a.
  • the light transmittance of the receiving part 320 may be changed by the light conversion particles 10.
  • the light transmittance of the accommodating part 320 is changed by the light conversion particles 10 to be changed into a light blocking part and a light transmitting part. That is, the accommodating part 3200 may change the light transmittance passing through the accommodating part 320 by dispersion and aggregation of the light conversion particles 10 disposed therein in the dispersion liquid 320a.
  • the optical path control member according to the embodiment may change from a first mode to a second mode or from a second mode to a first mode by a voltage applied to the first electrode 210 and the second electrode 220. It can be changed.
  • the receiving unit 320 in the first mode, may be a light blocking unit, and light of a specific angle may be blocked by the receiving unit 320. That is, the viewing angle of the user as viewed from the outside may be narrowed.
  • the receiving unit 320 in the second mode, the receiving unit 320 becomes a light transmitting unit, and the light path control member according to the embodiment is in the partition 310 and the receiving unit 320. All of them can be transmitted through light. That is, the viewing angle of the user as viewed from the outside may be widened.
  • the conversion from the first mode to the second mode that is, the conversion of the receiving part 320 from the light blocking part to the light transmitting part, will be implemented by the movement of the light conversion particles 10 of the receiving part 320.
  • the photoconversion particles 10 have electric charges on the surface, and may move toward the first electrode or the second electrode according to the application of voltage according to the characteristics of the electric charge. That is, the light conversion particles 10 may be electrophoretic particles.
  • the receiving part 320 may be electrically connected to the first electrode 210 and the second electrode 220.
  • the accommodating part 320 may be driven as a light blocking part.
  • the light conversion particles 10 may be moved.
  • the light conversion particles 10 may be moved in the direction of one end or the other end of the receiving part 320 by the voltage transmitted through the first electrode 210 and the second electrode 220. I can. That is, the light conversion particles 10 may move toward the first electrode or the second electrode.
  • the light conversion particles 10 in a charged state may be moved in the direction of the (+) electrode of the first electrode 210 and the second electrode 220 using the dispersion 320a as a medium.
  • the light conversion particles 10 are the first electrode in the dispersion (320a). It may be moved in the direction of 210, that is, the light conversion particles 10 may be moved in one direction, and the receiving part 320 may be driven as a light transmitting part.
  • the light conversion particles 10 are uniformly dispersed in the dispersion solution 320a.
  • the receiving part 320 may be driven as a light blocking part.
  • the optical path control member according to the embodiment may be driven in two modes depending on the user's surrounding environment. That is, when the user wants to transmit light only at a specific viewing angle, the receiving unit may be driven as a light blocking unit, or in an environment where the user requires a wide viewing angle and high luminance, the receiving unit may be driven as a light transmitting unit by applying a voltage. have.
  • the optical path control member according to the embodiment can be implemented in two modes according to the user's request, the optical path member can be applied regardless of the user's environment.
  • the emitted light may pass through the receiving unit.
  • the luminance of the light path control member may be lowered.
  • the luminance of light in a specific region in the optical path control member is reduced, so that the luminance uniformity of the region of the optical path control member may be reduced. Accordingly, when a user looks at it, spots, etc., may be visually recognized, resulting in a decrease in visibility. I can.
  • the light path control member according to the embodiment may further include scattering particles disposed in the receiving unit 320.
  • the light conversion particles 10 may include first particles 11 and second particles 12.
  • the first particles 11 and the second particles 12 may be disposed together in the dispersion liquid 320a.
  • the first particles 11 and the second particles 12 may be separated from each other and dispersed in the dispersion liquid 320a.
  • the first particle 11 and the second particle 12 may have different reflectances.
  • the reflectance of the first particle 11 may be smaller than that of the second particle 12.
  • the reflectance of the first particles 11 may be about 0.1% or less, and the reflectance of the second particles 12 may be about 50% to about 90%.
  • the first particles 11 may absorb light incident into the receiving part 320. That is, the receiving part 320 may be changed into a light transmitting part and a light blocking part by the first particle 11. That is, the first particles 11 may be light absorbing particles.
  • the first particles 11 may be formed in a spherical shape. In addition, the first particles 11 may be formed in a nano-scale particle diameter. In detail, the first particles 11 may have a particle diameter of 500 nm to 700 nm.
  • the particle diameter of the first particles 11 is less than 500 nm, dispersion safety may be deteriorated due to a phenomenon in which the first particles 11 are aggregated in the dispersion liquid 320a.
  • the weight of the first particle 11 increases, so that the first particle 11 may settle below the receiving part.
  • the first particles 11 may have a color.
  • the first particles 11 may include black particles.
  • the first particles 11 may contain carbon black.
  • the second particles 12 may partially absorb and partially reflect light incident into the receiving portion. That is, the second particle 12 may have both reflection and absorption characteristics. That is, the second particles 12 may be light scattering particles.
  • the second particles 12 may be formed in a spherical shape.
  • the second particles 12 may be formed in a nano-scale particle diameter.
  • the second particles 12 may have a particle diameter of 500 nm to 700 nm.
  • the first particle 11 and the second particle 12 may have the same or similar particle diameters within the particle diameter size range.
  • the particle diameter of the second particles 12 is less than 500 nm, dispersion safety may be deteriorated due to a phenomenon in which the second particles 12 are aggregated in the dispersion liquid 320a.
  • the weight of the second particle 12 increases, so that the second particle 12 may settle below the receiving part.
  • the second particle 12 may have a color.
  • the second particles 12 may include black particles.
  • the second particle 12 may include a metal.
  • the second particle 12 may include a metal oxide.
  • the second particle 12 is titanium dioxide (TiO 2 ), zirconium oxide (ZrO 2 ), indium oxide (In 2 O 3 ), tin oxide (SnO 2 ), and aluminum oxide (Al 2 O 3 ) It may include at least one of.
  • the second particles 12 may be formed in a hollow shape in which a hole h is formed therein. That is, the second particle 12 may have a hollow inside. That is, the second particle 12 may be formed in a spherical shape in which a hole of a predetermined size is formed inside, unlike the first particle 11.
  • the specific gravity of the second particle 12 may be controlled. In detail, as the second particle 12 includes the hole h, the specific gravity of the second particle 12 may be reduced.
  • the specific gravity of the second particles 12 not including holes may be 3.5 to 4.0, and the second particles 12 including holes The specific gravity of can be reduced by 2.5 to 2.8.
  • the specific gravity of the second particle 12 not including the hole may be 3.7 to 4.2, and the second particle (!2) including the hole may have a specific gravity of 3.7 to 4.2.
  • the specific gravity can be reduced by 2.5 to 3.1.
  • the specific gravity of the first particles 11 including carbon black may be about 1.8 to 2.0.
  • the second particles 12 include holes, a difference in specific gravity between the first particles 11 and the second particles 12 may be reduced. Accordingly, it is possible to prevent phase separation between the first particles 11 and the second particles 12 due to a difference in specific gravity between the first particles 11 and the second particles 12.
  • the specific gravity of the second particle 12 decreases, and accordingly, the difference in specific gravity between the first particle 11 and the second particle 12 Can be reduced.
  • the specific gravity of the second particle 12 is reduced to a size of 1.2 to 1.6 times the specific gravity of the first particle 11, and accordingly, the first particle 11 and the second particle ( 12) can minimize phase separation.
  • the second particles 12 having a large specific gravity within the receiving part 320 are located below the receiving part, and the first particles 11 having a small specific gravity are located above the receiving part to prevent phase separation from each other. I can.
  • the first particles 11 and the second particles disposed inside the receiving part 320 may be uniformly dispersed without being phase-separated from each other, thereby improving dispersion stability of the light conversion particles.
  • the first particles 11 and the second particles 12 may be charged with the same polarity. That is, the surfaces of the first particle 11 and the second particle 12 may be charged with (+) or (-) polarity. Accordingly, when a voltage is applied to the first electrode and/or the second electrode, the first particles 11 and the second particles 12 may move in the same direction as each other.
  • the light conversion particle 10 may include a first particle 11, a second particle 12, and a third particle 13.
  • first particle 11 and the second particle 12 are the same as the first particle 11 and the second particle 12 described in the description of FIG. 6, the following description will be omitted.
  • the third particle 13 may have similar characteristics to the second particle 12 except for specific gravity.
  • the third particles 13 may partially absorb and partially reflect light incident into the receiving portion. That is, the third particle 13 may have both reflection and absorption characteristics. That is, the third particles 13 may be light scattering particles.
  • the third particles 13 may be formed in a spherical shape. In addition, the third particles 13 may be formed in a nano-scale particle diameter. In detail, the third particle 13 may have a particle diameter of 500 nm to 700 nm. The third particles 13 may have the same or similar particle diameters to each other within the particle diameter size range of the first particles 11 and the second particles 12.
  • the particle diameter of the third particles 13 is less than 500 nm, dispersion safety may be deteriorated due to a phenomenon in which the third particles 13 are aggregated in the dispersion liquid 320a.
  • the weight of the third particle 13 increases, so that the third particle 13 may settle below the receiving part.
  • the third particle 13 may have a color.
  • the second particles 13 may include black particles.
  • the third particle 13 may include a material similar to the second particle 12.
  • the third particle 13 may include a metal oxide.
  • the third particle 13 may include at least one of titanium dioxide (TiO2), zirconium oxide (ZrO2), indium oxide (In2O3), tin oxide (SnO2), and aluminum oxide (Al2O3).
  • the second particle 12 and the third particle 13 may include the same metal oxide or different metal oxides.
  • the second particles 12 and the third particles 13 may have different specific gravity. That is, the second particle 12 may be a particle having a hollow inside, and the second particle 13 may be a bulk particle having no holes formed therein.
  • the specific gravity of the third particle 13 may be greater than that of the first particle 11 and the second particle 12.
  • the second particle 12 and the third particle 13 may have different reflectances.
  • the reflectance of the third particle 13 may be greater than that of the second particle 12.
  • the phase separation of the particles according to the difference in specific gravity can be reduced, and the third particles 13 having a large reflectance As a result, it is possible to induce light scattering to improve front transmittance.
  • FIG. 8 is a view for explaining an example in which only the first particle 11 is disposed inside the receiving part 320
  • FIG. 9 is a first particle 11 and a second particle 12 inside the receiving part 320 It is a diagram for explaining an example in which is arranged together.
  • the second particles 12 may improve front luminance of the light path control member.
  • the light incident in the direction of the receiving part is mostly caused by the aggregated first particles. It can be blocked. That is, since light incident in the direction of the receiving unit is blocked and cannot be emitted in the direction of the user, the front luminance of the light path control member may be lowered. In addition, since light incident in the direction of the receiving unit is blocked so that the luminance in a specific region is smaller than that in other regions, the luminance uniformity of the light path control member may be deteriorated.
  • the second particle it is possible to increase the amount of light emitted toward the user by the (12) and/or the third particles (13).
  • the second particles 12 and/or the second particles 12 and/or the third particles 13 are aggregated and disposed together with the first particles 11. 3 Light incident on the particles 13 may be scattered and refracted. Accordingly, it is possible to increase the amount of light emitted toward the user by the reflection and refraction of light through the second particle 12 and/or the third particle 13.
  • the front luminance of the light path control member can be improved, and the luminance uniformity of the light path control member can be improved.
  • the first particles 11 and the second particles 12 may be included in different weight %.
  • the first particles 11 may be included in more than the second particles 12 in each receiving portion.
  • the first particles 11 may be included in the interior of each receiving part as much as 95% by weight to 99% by weight with respect to the total particles.
  • the second particles 12 may be included in an amount of 1% to 5% by weight based on the total particles.
  • the second particles 12 When the second particles 12 are included in an amount of less than 1% by weight based on the total particles, the light scattering effect of the second particles is small, and it is difficult to improve the front transmittance. In addition, when the second particle 12 is included in an amount of more than 5% by weight of the total particle, the amount of the first particle is reduced, so that the light absorption rate in the receiving portion may be lowered, and the change in front transmittance improvement may be insignificant. have.
  • the light conversion particles include first particles, second particles, and third particles
  • the first particles (11), the second particles (12) and the third particles (13) have different weights. It can be included in %.
  • the first particles 11 may be included in each receiving portion more than the second particles 12 and the third particles 13.
  • the first particles 11 may be included in the interior of each receiving part as much as 95% by weight to 99% by weight with respect to the total particles.
  • the sum of the second particles 12 and the third particles 13 may be included in an amount of 1% to 5% by weight based on the total particles.
  • the sum of the second particles 12 and the third particles 13 When the sum of the second particles 12 and the third particles 13 is included in less than 1% by weight of the total particles, the light scattering effect of the second particles is small, so that the front transmittance is improved. It is difficult. In addition, when the sum of the second particles 12 and the third particles 13 is included in an amount greater than 5% by weight with respect to the total particles, the amount of the first particles decreases, so that the light absorption rate in the receiving part may decrease. And, the change in front transmittance improvement may be insignificant.
  • a first electrode and a second electrode including indium tin oxide (IT0) were formed on one surface of the first substrate and the second substrate including polyethylene terephthalate (PET), respectively.
  • a UV resin was disposed on the first substrate and imprinted through a mold to form a receiving portion.
  • a light conversion part was formed by filling a paraffinic oil in which carbon black particles and titanium dioxide particles having hollows formed therein were dispersed inside the receiving part.
  • the titanium dioxide particles were included in an amount of 5% by weight based on the total particles.
  • the first substrate, the second substrate, and the light-displacement portion were adhered to prepare a light path control member, and then, when a voltage was applied, the front transmittance of the light path control member was measured.
  • the optical path control member was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the paraffin-based oil in which carbon black particles and aluminum oxide particles having hollows formed therein were filled in the receiving part, a voltage was applied. At this time, the front transmittance of the light path control member was measured.
  • the aluminum oxide particles were included in an amount of 5% by weight based on the total particles.
  • the titanium dioxide particles and the titanium dioxide particles having hollows formed therein were included in an amount of 5% by weight based on the total particles.
  • the optical path control member After manufacturing the optical path control member in the same manner as in Example 1, except that the paraffin-based oil in which carbon black particles, aluminum oxide particles, and aluminum oxide particles having hollows formed therein were filled inside the receiving part, When a voltage was applied, the front transmittance of the light path control member was measured.
  • the aluminum oxide particles and the aluminum oxide particles having hollows formed therein were included in an amount of 5% by weight based on the total particles.
  • the optical path control member was manufactured in the same manner as in Example 1, except that paraffinic oil in which only carbon black particles were dispersed was filled in the receiving part, and then, when a voltage was applied, the front transmittance of the optical path control member was measured.
  • a light path control member was manufactured in the same manner as in Example 1, except that titanium dioxide particles were included in 7% by weight of the total particles, and then, when a voltage was applied, the front transmittance of the light path control member was measured.
  • a light path control member was manufactured in the same manner as in Example 2, except that the aluminum oxide particles were included in 7% by weight based on the total particles, and then, when a voltage was applied, the front transmittance of the light path control member was measured.
  • the optical path control member was manufactured in the same manner as in Example 4, except that 7% by weight of the aluminum oxide particles and the aluminum oxide particles having a hollow formed therein were included with respect to the total particles, and when a voltage was applied, the optical path The front transmittance of the control member was measured.
  • Table 1 shows the specific gravity, refractive index, and reflectance of carbon black particles, titanium dioxide particles, hollow titanium dioxide particles, aluminum oxide particles, and hollow aluminum oxide particles.
  • the specific gravity of the hollow titanium dioxide particles and the aluminum oxide particles is less than the specific gravity of the titanium dioxide particles and the aluminum oxide particles in which the hollow is not formed, and accordingly, it can be seen that the difference in specific gravity of the carbon black particles is small. have.
  • the hollow titanium dioxide particles and the aluminum oxide particles are used, when mixed with the carbon black particles, it can be seen that phase separation due to the difference in specific gravity can be minimized.
  • the effect of improving the front transmittance may be insignificant due to an increase in the side transmittance rather than the front transmittance.
  • the receiving part 320 may be disposed to be spaced apart from the first electrode 210 or the second electrode 220.
  • the receiving part 320 may be spaced apart from the first electrode 210.
  • the same or similar material as the partition wall part 310 may be disposed in a region where the receiving part 320 and the first electrode 210 are spaced apart from each other.
  • the luminance of the light path control member may be improved, thereby improving visibility.
  • the accommodating part 320 may be disposed while having a constant inclination angle ⁇ .
  • the receiving part 320 may be disposed with an inclination angle ⁇ of greater than 0° to less than 90° with respect to the first electrode 210.
  • the accommodating part 320 may extend upward while having an inclination angle ⁇ of greater than 0° to less than 90° with respect to one surface of the first electrode 210.
  • FIG. 14 and 15 are cross-sectional views illustrating an optical path control member according to another exemplary embodiment.
  • the receiving unit 320 has a width of the receiving unit 3200 extending from the second substrate 110 to the second substrate 120, unlike the optical path control member described above. That is, the width of the receiving portion 3200 may be narrowed while extending from the light emitting portion toward the viewing portion.
  • the optical path control member and the driving characteristics of the display device including the same may be improved.
  • the driving speed of the optical path member may be defined by Equation 1 below.
  • the specific gravity of the light-absorbing particles and the dispersion must have the same size or a small difference. That is, when the specific gravity difference between the light absorbing particles and the dispersion is large, it is easy to settle into the lower portion of the dispersion of the light absorbing particles rk. It can be degraded.
  • the light path control member reduces the specific gravity size of the light absorbing particles dispersed in the dispersion, and also improves dispersion stability of the light absorbing particles by mixing a plurality of light absorbing particles having different characteristics from each other. , It is possible to improve the driving characteristics of the optical path control member.
  • the light absorbing particles of the light path control member according to another embodiment may include at least one of carbon black and metal oxide. That is, the light path control member according to another embodiment may include light absorbing particles of the same material.
  • the light absorbing particles 10 may include carbon black.
  • the carbon black may be formed in a yolk-shell structure. That is, the carbon black may be formed in a yoke-shell structure having one core portion and a plurality of shell structures.
  • the light absorbing particles may include a core and at least one void and at least one shell portion disposed on an outer surface of the core.
  • the light absorbing particles may be formed in a core-void-shell, that is, a yoke-shell structure having a plurality of voids and a plurality of shell structures between the core and the shell.
  • the specific gravity of the carbon black may be about 1.8 to 7.9, and the specific gravity of the dispersion may have a specific gravity of about 0.7 to 1.5. Accordingly, when the carbon black is used by the light absorbing particles alone, the carbon black may precipitate due to a difference in specific gravity between the carbon black and the dispersion, and dispersion safety may be deteriorated due to aggregation of the carbon black.
  • the specific gravity of the carbon black can be reduced, thereby improving the dispersion safety of the light absorbing particles.
  • the specific gravity of the carbon black having the yoke-shell structure may be about 0.6 to 1.5.
  • the specific gravity of the carbon black may be changed according to the number of shells.
  • the specific gravity of the carbon black when the carbon black has one shell layer, the specific gravity of the carbon black may be 1.2 to 1.5.
  • the specific gravity of the carbon black when the carbon black has two shell layers, the specific gravity of the carbon black may be 1.0 to 1.3.
  • the specific gravity of the carbon black may be 0.8 to 1.0.
  • the specific gravity of the carbon black may be 0.6 to 0.9. That is, the specific gravity of the carbon black may be reduced in proportion to the number of shell layers.
  • the light absorbing particles according to the first embodiment include carbon black, and the carbon black is formed in a yoke-shell structure to reduce specific gravity. Accordingly, by making the specific gravity of the light absorbing particles and the dispersion liquid similar, the dispersion stability of the light absorbing particles can be improved, and the driving characteristics of the light path control member can be improved.
  • the specific surface area of the carbon black may be changed according to the number of shells.
  • the specific surface area of the carbon black may be 300 m 2 /g to 5000 m 2 /g.
  • the specific surface area of the carbon black may be 300 m 2 /g to 1500 m 2 /g.
  • the specific surface area of the carbon black may be 800 m 2 /g to 2200 m 2 /g.
  • the specific surface area of the carbon black may be in the range of 1500 m 2 /g to 3500 m 2 /g.
  • the specific surface area of the carbon black may be in the range of 2000 m 2 /g to 5000 m 2 /g. That is, the specific surface area of the carbon black may be increased in proportion to the number of shell layers.
  • the moving speed of the light absorbing particles in the dispersion can be increased. That is, as the specific surface area of the light absorbing particles increases, the coating area of the surface charge layer that imparts a surface charge to the light absorbing particles increases, and accordingly, the moving speed of the light absorbing particles in the dispersion can be increased.
  • the driving speed of the light path control member can be improved.
  • the light absorbing particles 12 may include metal oxides.
  • the light absorbing particles include at least one metal oxide of titanium dioxide (TiO2), iron oxide (Fe2O3), zirconium oxide (ZrO2), indium oxide (In2O3), tin oxide (SnO2), and aluminum oxide (Al2O3). can do.
  • the metal oxide may also be formed in a yoke-shell structure like the carbon black described above. Accordingly, the specific gravity of the metal oxide can be reduced. Accordingly, the difference in specific gravity between the light absorbing particles including the metal oxide and the dispersion liquid may be reduced, thereby improving dispersion stability of the light absorbing particles.
  • a surface charge coating layer that is, a silane coating, can be easily performed thereafter.
  • the light absorbing particles of the light path control member may include first particles 11 and second particles 12 having different shapes and/or types.
  • the light absorbing particles may include first particles 11 including spherical light absorbing particles and second particles 12 including light absorbing particles having a yoke-shell structure.
  • the light absorbing particles may include carbon black, and the light absorbing particles may include spherical carbon black and yoke-shell carbon black.
  • the first particles 11 and the second particles 12 may be mixed in different weight% depending on the specific gravity of the dispersion.
  • the second particles 12 may be included more than the first particles 11. That is, in order to reduce the overall specific gravity of the light absorbing particles, the second particles 12 may be included more than the first particles 11.
  • the first particle 11 may be included in an amount of about 30% to less than 50% by weight based on the total particle
  • the second particle 12 may be included in an amount of about 50% to about 70% by weight based on the total particle. Can be included.
  • the first particles 11 may be included more than the second particles 12. That is, in order to increase the overall specific gravity of the light absorbing particles, the first particles 11 may be included more than the second particles 12.
  • the first particle 11 may be included in an amount of about 60% to less than 90% by weight based on the total particle
  • the second particle 12 may be included in an amount of about 10% to about 40% by weight based on the total particle. Can be included.
  • the optical path control member can remove the selection limitation according to the specific gravity of the dispersion by controlling the mixing ratio of the light absorbing particles according to the specific gravity of the dispersion, and has an appropriate specific specific gravity size according to the specific gravity.
  • the dispersion stability of the light absorbing particles can be improved.
  • the light absorbing particles may include at least one of carbon black and metal oxide.
  • the metal oxide may include at least one metal oxide of titanium dioxide (TiO2), iron oxide (Fe2O3), zirconium oxide (ZrO2), indium oxide (In2O3), tin oxide (SnO2), and aluminum oxide (Al2O3).
  • both the first particles 11 and the second particles 12 may contain carbon black.
  • both the first particles 11 and the second particles 12 may contain metal oxides.
  • the first particle 11 may include carbon black
  • the second particle 12 may include a metal oxide.
  • the first particle 11 may include a metal oxide
  • the second particle 12 may include carbon black.
  • the light absorbing particles of the light path control member may include first particles 11 and third particles 13 having different shapes and/or types.
  • the light absorbing particles include first particles 11 including spherical light absorbing particles and third particles 13 including light absorbing particles having a hollow structure in which holes are formed therein. I can.
  • the light absorbing particles may include carbon black, and the light absorbing particles may include spherical carbon black and hollow carbon black.
  • the hollow structure may be defined as a particle structure in which a hollow shape, that is, a hole h having a hollow shape, is formed therein, as shown in FIG. 18.
  • Specific gravity of the hollow third particles 13 and the spherical first particles 11 may be different from each other.
  • the specific gravity of the third particles 13 may be smaller than the specific gravity of the first particles 11.
  • the specific gravity of the third particles 13 may be about 1.2 to 1.9.
  • the first particles 11 and the third particles 13 may be mixed in different weight %.
  • the first particles 11 may be mixed in a smaller weight% than the third particles 13.
  • the first particles 11 may be included in an amount of about 1% to 45% by weight based on the total particles.
  • the third particles 13 may be included in an amount of about 55% to 99% by weight based on the total particles.
  • the weight% ratio of the first particle 11 and the third particle 13 is a value defined in consideration of the total specific gravity and light absorption rate of the electrophoretic particle, and when it deviates from the weight% ratio, the particles are settled. As a result, the light blocking rate may decrease due to the decrease in the moving speed and the decrease in the light absorption rate of the particles.
  • the light path control member may realize dispersion stability and improved light absorption of the light absorbing particles by mixing and dispersing the light absorbing particles in a ratio appropriate to the specific gravity and light absorption rate.
  • the light absorbing particles may include at least one of carbon black and metal oxide.
  • the metal oxide may include at least one metal oxide of titanium dioxide (TiO2), iron oxide (Fe2O3), zirconium oxide (ZrO2), indium oxide (In2O3), tin oxide (SnO2), and aluminum oxide (Al2O3).
  • both the first particles 11 and the third particles 13 may contain carbon black.
  • both the first particles 11 and the third particles 13 may contain metal oxides.
  • the first particle 11 may include carbon black
  • the third particle 13 may include a metal oxide.
  • the first particle 11 may include a metal oxide
  • the third particle 13 may include carbon black.
  • the light absorbing particles of the optical path control member include first particles 11, second particles 12, and third particles 13 having different shapes and/or types. can do.
  • the light absorbing particles include first particles 11 including spherical light absorbing particles, second particles 12 including light absorbing particles having a yoke-shell structure, and light absorbing particles having a hollow structure. It may contain three particles (13).
  • the light absorbing particles may include carbon black, and the light absorbing particles may include spherical carbon black, yoke-shell carbon black, and hollow carbon black.
  • the first particle 11, the second particle 12, and the third particle 13 may have different specific gravity.
  • the specific gravity of the first particle 11 may be 1.8 to 7.9
  • the specific gravity of the second particle 12 may be 0.6 to 1.5
  • the specific gravity of the third particle 13 may be 1.2 to 1.9. .
  • first particles 11, the second particles 12, and the third particles 13 may be mixed in different weight %.
  • the first particles 11 may be mixed in less weight% than the second particles 12 and the third particles 13.
  • the third particles 13 may be mixed in a smaller weight% compared to the second particles 12.
  • the weight% ratio of the first particle 11, the second particle 12, and the third particle 13 may be 1:1.5:2.5 to 1:2:3.
  • the weight% ratio of the first particle 11 and the third particle 13 is a value defined in consideration of the total specific gravity and light absorption rate of the electrophoretic particle, and when it is out of the weight ratio, the precipitation of the particles
  • the light blocking rate may decrease due to a decrease in the moving speed and a decrease in the light absorption rate of the particles.
  • the light path control member may realize dispersion stability and improved light absorption of the light absorbing particles by mixing and dispersing the light absorbing particles in a ratio appropriate to the specific gravity and light absorption rate.
  • the light absorbing particles may include at least one of carbon black and metal oxide.
  • the metal oxides are titanium dioxide (TiO 2 ), iron oxide (Fe 2 O 3 ), zirconium oxide (ZrO 2 ), indium oxide (In 2 O 3 ), tin oxide (SnO 2 ), and aluminum oxide (Al 2 O 3 ). ) May include at least one metal oxide.
  • the first particle 11, the second particle 12, and the third particle 13 may all contain carbon black.
  • the first particle 11, the second particle 12, and the third particle 13 may all contain a metal oxide.
  • the first particle 11 may include carbon black, and the second particle 12 and the third particle 13 may include metal oxide.
  • the first particle 11 may include a metal oxide, and the second particle 12 and the third particle 13 may include carbon black.
  • the first particle 11 and the second particle 12 may contain carbon black, and the third particle 13 may contain a metal oxide.
  • the first particles 11 and the second particles 12 may contain metal oxides, and the third particles 13 may contain carbon black.
  • the first particle 11 and the third particle 13 may include carbon black, and the second particle 12 may include a metal oxide.
  • the first particles 11 and the third particles 13 may contain metal oxides, and the second particles 13 may contain carbon black.
  • the optical path control member according to the embodiment may control the specific gravity of the electrophoretic particles included in the receiving portion.
  • the accommodating portion according to the embodiment may reduce a difference in specific gravity between the electrophoretic particles and the dispersion liquid by using a single particle or at least two or more mixed particles having different shapes and types.
  • the optical path control member according to the embodiment may have improved driving characteristics.
  • an electrode material forming the first substrate 110 and the first electrode is prepared. Subsequently, the electrode material may be formed on one surface of the first substrate 110 by a coating or deposition process. In detail, the electrode material may be formed on the entire surface of the first substrate 110. Accordingly, a first electrode 210 formed as a surface electrode may be formed on the first substrate 110.
  • a resin layer may be formed by applying a resin material on the first electrode 210.
  • a resin layer may be formed by applying a urethane resin or an acrylic resin on the first electrode 210.
  • a pattern part may be formed on the resin layer by using a mold.
  • a mold by imprinting the mold, holes or grooves may be formed in the resin layer, and a partition wall portion may be formed by the remaining resin layer. That is, the partition wall portion 310 and the accommodation portion 320 described above may be formed on the resin layer.
  • an electrode material forming the second substrate 120 and the second electrode is prepared.
  • the electrode material may be formed on one surface of the second substrate 120 by a coating or deposition process.
  • the electrode material may be formed on the entire surface of the second substrate 120.
  • a second electrode 220 formed as a surface electrode may be formed on the second substrate 120.
  • an adhesive layer 400 may be formed by applying an adhesive material on the second electrode 220.
  • the adhesive layer 400 may be formed on a partial region of the second electrode 220.
  • the first substrate 110 and the second substrate 120 prepared above may be adhered.
  • the first substrate 110 and the second substrate 120 may be adhered through the adhesive layer 400 on the second substrate 120.
  • first substrate 110 and the second substrate 120 may be adhered in different directions.
  • first substrate 110 and the second substrate 120 may be bonded to each other so that the long side direction of the first substrate 110 and the short side direction of the second substrate 120 overlap each other.
  • a dam part 600 may be formed on the first substrate 110.
  • the dam part 600 may be disposed above and below the receiving part 320 disposed on the first substrate 110. That is, the dam part 600 may be disposed so that the accommodating part 320 is disposed between the dam parts 600.
  • a light conversion material may be injected between the receiving part 320, that is, the partition walls 310.
  • a light conversion material in which light absorbing particles such as carbon black are dispersed may be injected into an electrolyte solvent including a paraffinic solvent or the like between the receiving portions 320, that is, between the partition walls. Accordingly, the receiving portion 320 described above may be formed between the partition wall portions 310.
  • a sealing part 500 in the lateral direction of the receiving part 320 by forming a sealing part 500 in the lateral direction of the receiving part 320, the light conversion material inside the receiving part may be sealed from the outside. Subsequently, by cutting the first substrate 110, a final optical path control member may be formed.
  • the light path control member 1000 may be disposed on the display panel 2000.
  • the display panel 2000 and the light path control member 1000 may be adhered to each other and disposed.
  • the display panel 2000 and the light path control member 1000 may be adhered to each other through an adhesive member 1500.
  • the adhesive member 1500 may be transparent.
  • the adhesive member 1500 may include an adhesive or an adhesive layer including an optically transparent adhesive material.
  • the adhesive member 1500 may include a release film.
  • the light path control member and the display panel may be adhered.
  • the display panel 2000 may include a first substrate 2100 and a second substrate 2200.
  • the display panel 2000 is a liquid crystal display panel
  • the display panel 2000 includes a first substrate 2100 including a thin film transistor (TFT) and a pixel electrode, and a second substrate including color filter layers.
  • 2200 may be formed in a structure bonded with a liquid crystal layer therebetween.
  • TFT thin film transistor
  • a thin film transistor, a color filter, and a black electrolyte are formed on the first substrate 2100, and the second substrate 2200 is bonded to the first substrate 2100 with a liquid crystal layer therebetween.
  • It may be a liquid crystal display panel having a color filter on transistor (COT) structure. That is, a thin film transistor may be formed on the first substrate 2100, a protective layer may be formed on the thin film transistor, and a color filter layer may be formed on the protective layer. Further, a pixel electrode in contact with the thin film transistor is formed on the first substrate 2100.
  • the black electrolyte may be omitted, and the common electrode may be formed to also serve as the black electrolyte.
  • the display device may further include a backlight unit that provides light from a rear surface of the display panel 2000.
  • the display panel 2000 when the display panel 2000 is an organic light emitting display panel, the display panel 2000 may include a self-luminous device that does not require a separate light source.
  • a thin film transistor may be formed on a first substrate 2100, and an organic light emitting device in contact with the thin film transistor may be formed.
  • the organic light-emitting device may include an anode, a cathode, and an organic light-emitting layer formed between the anode and the cathode.
  • a second substrate 2200 serving as an encapsulation substrate for encapsulation on the organic light emitting device may be further included.
  • a polarizing plate may be further disposed between the light path control member 1000 and the display panel 2000.
  • the polarizing plate may be a linear polarizing plate or an anti-reflection polarizing plate.
  • the polarizing plate may be a linear polarizing plate.
  • the polarizing plate may be a polarizing plate for preventing reflection of external light.
  • an additional functional layer 1300 such as an anti-reflection layer or anti-glare may be further disposed on the light path control member 1000.
  • the functional layer 1300 may be adhered to one surface of the base substrate 100 of the light path control member.
  • the functional layer 1300 may be adhered to each other through the base substrate 100 and the adhesive layer of the light path control member.
  • a release film for protecting the functional layer may be further disposed on the functional layer 1300.
  • a touch panel may be further disposed between the display panel and the light path control member.
  • the light path control member is disposed above the display panel, but embodiments are not limited thereto, and the light control member is a position at which light can be adjusted, that is, a lower portion of the display panel or the display panel. It may be disposed in various positions, such as between the second substrate and the first substrate.
  • the optical path control member according to the embodiment may be applied to a vehicle.
  • the light path control member according to the embodiment may be applied to a display device displaying a display.
  • the receiving part when power is not applied to the light path control member as shown in FIG. 29, the receiving part functions as a light blocking unit, the display device is driven in a light-shielding mode, and power is applied to the light path control member as shown in FIG.
  • the receiving portion functions as a light transmitting portion, so that the display device can be driven in the open mode.
  • the user can easily drive the display device in the privacy mode or the normal mode according to the application of power.
  • the display device to which the light path control member according to the embodiment is applied may also be applied to the interior of a vehicle.
  • the display device including the light path control member may display vehicle information and an image confirming the movement path of the vehicle.
  • the display device may be disposed between a driver's seat and a passenger seat of a vehicle.
  • optical path control member may be applied to an instrument panel that displays a vehicle speed, an engine, and a warning signal.
  • the light path control member according to the embodiment may be applied to the windshield (FG) or left and right window glass of a vehicle.

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Abstract

실시예에 따른 광 경로 제어 부재는, 제 1 기판; 상기 제 1 기판의 상부면 상에 배치되는 제 1 전극; 상기 제 1 기판의 상부에 배치되는 제 2 기판; 상기 제 2 기판의 하부면에 배치되는 제 2 전극; 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 배치되는 광 변환부를 포함하고, 상기 광 변환부는 교대로 배치되는 격벽부 및 수용부를 포함하고, 상기 수용부는 전압의 인가에 따라 광 투과율이 변화되고, 상기 수용부는 분산액 및 상기 분산액 내에 분산되는 광 변환 입자를 포함하고, 상기 광 변환 입자는 제 1 입자 및 제 2 입자를 포함하고, 상기 제 2 입자는 내부에 중공이 형성되고, 상기 제 1 입자의 표면 및 상기 제 2 입자의 표면은 동일한 극성으로 대전된다.

Description

광 경로 제어 부재 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
실시예는 향상된 정면 휘도를 가지는 광 경로 제어 부재 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 관한 것이다.
차광 필름은 광원으로부터의 광이 전달되는 것을 차단하는 것으로, 휴대폰, 노트북, 태블릿 PC, 차량용 네비게이션, 차량용 터치 등에 사용되는 표시장치인 디스플레이 패널의 전면에 부착되어 디스플레이가 화면을 송출할 때 광의 입사 각도에 따라 광의 시야각을 조절하여 사용자가 필요한 시야 각도에서 선명한 화질을 표현할 수 있는 목적으로 사용되고 있다.
또한, 차광 필름은 차량이나 건물의 창문 등에 사용되어 외부 광을 일부 차폐하여 눈부심을 방지하거나, 외부에서 내부가 보이지 않도록 하는데도 사용할 수 있다.
즉, 차광 필름은 광의 이동 경로를 제어하여, 특정 방향으로의 광은 차단하고, 특정 방향으로의 광은 투과시키는 광 경로 변환 부재일 수 있다. 이에 따라, 차광 필름에 의해 광의 투과 각도를 제어하여, 사용자의 시야각을 제어할 수 있다.
한편, 이러한 차광 필름은 주변 환경 또는 사용자의 환경에 관계없이 항상 시야각을 제어할 수 있는 차광 필름과, 주변 환경 또는 사용자의 환경에 따라 사용자가 시야각 제어를 온-오프 할 수 있는 스위쳐블 차광 필름으로 구분될 수 있다.
이러한 스위쳐블 차광 필름은 패턴부에 전기적으로 이동하는 입자를 첨가하여 입자의 분산 및 응집에 의해 수용부가 광 투과부 및 광 차단부로 변화되어 구현될 수 있다.
즉, 일 방향으로 입자가 응집되면 수용부가 광 투과부로 작용하고, 입자가 분산되어 배치되는 경우, 수용부가 광 차단부로 작용할 수 있다.
이때, 수용부를 광 투과부로 구동할 때, 일 영역에 응집되어 있는 입자에 의해 정면 휘도가 저하되는 문제점이 있다. 또한, 정면 휘도를 향상시키기 위해, 백라이트 모듈의 광량을 증가시키게 되면 발열이 심해지는 문제점이 있다.
따라서, 향상된 정면 휘도를 가지는 광 경로 제어 부재가 요구된다.
실시예는 광 변환부에 광 흡수 입자와 함께 광 산란을 유도하는 금속 산화물 입자를 첨가하여 향상된 정면 휘도를 가지는 광 경로 제어 부재를 제공하고자 한다.
실시예에 따른 광 경로 제어 부재는, 제 1 기판; 상기 제 1 기판의 상부면 상에 배치되는 제 1 전극; 상기 제 1 기판의 상부에 배치되는 제 2 기판; 상기 제 2 기판의 하부면에 배치되는 제 2 전극; 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 배치되는 광 변환부를 포함하고, 상기 광 변환부는 교대로 배치되는 격벽부 및 수용부를 포함하고, 상기 수용부는 전압의 인가에 따라 광 투과율이 변화되고, 상기 수용부는 분산액 및 상기 분산액 내에 분산되는 광 변환 입자를 포함하고, 상기 광 변환 입자는 제 1 입자 및 제 2 입자를 포함하고, 상기 제 2 입자는 내부에 중공이 형성되고, 상기 제 1 입자의 표면 및 상기 제 2 입자의 표면은 동일한 극성으로 대전된다.
실시예에 따른 광 경로 제어 부재는 향상된 정면 투과율을 가질 수 있다.
또한, 실시예에 따른 광 경로 제어 부재는 향상된 휘도 균일성을 가질 수 있다.
또한, 실시예에 따른 광 경로 제어 부재는 향상된 입자 분산 안정성을 가질 수 있다.
자세하게, 광 변환부에 배치되는 광 변환 입자에 광을 반사 및/또는 산란시키는 금속 산화물 입자에 의해, 광 변환부가 투과부로 구동할 때 광 변환부에서의 투과율을 향상시킬 수 있다.
즉, 광 흡수 입자가 응집되어 배치되는 영역에 광 산란 입자를 배치하여, 광 산란 입자를 통해 광이 사용자 방향으로 출사되는 광량을 증가시켜, 정면 투과율을 향상시킬 수 있다.
또한, 광 변환부 영역에 의해 광 경로 제어 부재에서 광량이 감소되는 부분이 시인되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 광 경로 제어 부재의 전체적인 휘도 균일성을 확보하여 사용자의 시인성을 향상시킬 수 있다.
또한, 광 흡수 입자와 광 산란 입자의 비중 차이를 제어하여, 비중 차이에 따른 상분리를 방지하여, 특정 입자가 하부로 침강하는 현상을 방지할 수 있다. 이에 따라, 분산 안정성이 확보되므로, 오랜 시간이 경과하여도 광 경로 제어 부재의 투과율 특성을 유지할 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 광 경로 제어 부재의 사시도를 도시한 도면이다.
도 2 및 도 3은 각각 실시예에 따른 광 경로 제어 부재의 제 1 기판 및 제 1 전극과 제 2 기판 및 제 2 전극의 사시도를 도시한 도면들이다.
도 4 및 도 5는 실시예에 따른 광 경로 제어 부재의 단면도를 도시한 도면들이다.
도 6 내지 도 9는 도 4의 A 영역을 확대한 확대도롤 도시한 도면들이다.
도 10 내지 도 13은 실시예에 따른 광 경로 제어 부재의 다른 단면도를 도시한 도면들이다.
도 14 및 도 15는 실시예에 따른 광 경로 제어 부재의 다른 단면도를 도시한 도면들이다.
도 16 내지 도 19는 도 14의 일 영역의 확대도를 도시한 도면들이다.
도 20 내지 도 27은 실시예에 따른 광 경로 제어 부재의 제조방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 28은 실시예에 따른 광 경로 제어 부재가 적용되는 표시 장치의 단면도를 도시한 도면이다.
도 29 및 도 30은 실시예에 따른 광 경로 제어 부재가 적용되는 디스플레이 장치의 일 실시예를 설명하기 위한 도면들이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, “A 및(와) B, C중 적어도 하나(또는 한개이상)”로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나이상을 포함 할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.
그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우 뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속＇되는 경우도 포함할 수 있다.
또한, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다.
또한 “상(위) 또는 하(아래)”으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여, 실시예에 따른 광 경로 제어 부재를 설명한다. 이하에서 설명하는 광 경로 제어 부재는 전압의 인가에 의한 전기영동 입자의 이동에 따라 다양한 모드로 구동하는 스위쳐블 광 경로 제어 부재에 대한 것이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 실시예에 따른 광 경로 제어 부재는, 제 1 기판(110), 제 2 기판(120), 제 1 전극(210), 제 2 전극(220), 광 변환부(300)를 포함할 수 있다.
상기 제 1 기판(110)은 상기 제 1 전극(210)을 지지할 수 있다. 상기 제 1 기판(110)은 리지드(rigid)하거나 또는 플렉서블(flexible)할 수 있다.
또한, 상기 제 1 기판(110)은 투명할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 기판(110)은 광을 투과할 수 있는 투명 기판을 포함할 수 있다.
상기 제 1 기판(110)은 유리, 플라스틱 또는 연성의 고분자 필름을 포함할 수 있다. 예를 들어, 연성의 고분자 필름은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate, PET), 폴리카보네이트(Polycabonate, PC), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지(acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer, ABS), 폴리메틸메타아크릴레이트(Polymethyl Methacrylate, PMMA), 폴리에틸렌나프탈레이트(Polyethylene Naphthalate, PEN), 폴리에테르술폰(Polyether Sulfone, PES), 고리형 올레핀 고분자(Cyclic Olefin Copolymer, COC), TAC(Triacetylcellulose) 필름, 폴리비닐알코올(Polyvinyl alcohol, PVA) 필름, 폴리이미드(Polyimide, PI) 필름, 폴리스틸렌(Polystyrene, PS) 중 어느 하나로 이루어질 수 있으며, 이는 하나의 예시일 뿐 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 제 1 기판(110)은 유연한 특성을 가지는 플렉서블(flexible) 기판일 수 있다.
또한, 상기 제 1 기판(110)은 커브드(curved) 또는 벤디드(bended) 기판일 수 있다. 즉, 상기 제 1 기판(110)을 포함하는 광 경로 제어 부재도 플렉서블, 커브드 또는 벤디드 특성을 가지도록 형성될 수 있다. 이로 인해, 실시예에 따른 광경로 제어 부재는 다양한 디자인으로 변경이 가능할 수 있다.
상기 제 1 기판(110)은 약 1㎜ 이하의 두께를 가질 수 있다.
상기 제 1 전극(210)은 상기 제 1 기판(110)의 일면 상에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 전극(210)은 상기 제 1 기판(110)의 상면 상에 배치될 수 있다. 즉, 상기 제 1 전극(210)은 상기 제 1 기판(110)과 상기 제 2 기판(120) 사이에 배치될 수 있다.
상기 제 1 전극(210)은 투명한 전도성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 전극(210)은 인듐 주석 산화물(indium tin oxide), 인듐 아연 산화물(indium zinc oxide), 구리 산화물(copper oxide), 주석 산화물(tin oxide), 아연 산화물(zinc oxide), 티타늄 산화물(titanium oxide) 등의 금속 산화물을 포함할 수 있다.
상기 제 1 전극(210)은 필름 형상으로 상기 제 1 기판(110) 상에 배치될 수 있다. 또한, 상기 제 1 전극(210)의 광 투과율은 약 80% 이상일 수 있다
상기 제 1 전극(210)은 약 10㎚ 내지 약 50㎚의 두께를 가질 수 있다.
또는, 상기 제 1 전극(210)은 저저항을 구현하기 위해 다양한 금속을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 전극(210)은 크롬(Cr), 니켈(Ni), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 몰리브덴(Mo). 금(Au), 티타튬(Ti) 및 이들의 합금 중 적어도 하나의 금속을 포함할 수 있다.
상기 제 1 전극(210)은 상기 제 1 기판(110)의 일면의 전면 상에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 전극(210)은 상기 제 1 기판(110)의 일면 상에 면전극으로 배치될 수 있다. 그러나, 실시예는 이에 제한되지 않고, 상기 제 1 전극(210)은 일정한 패턴을 가지는 복수의 패턴 전극으로 형성될 수도 있다.
예를 들어, 상기 제 1 전극(210)은 복수 개의 전도성 패턴을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 전극(210)은 서로 교차하는 복수 개의 메쉬선들 및 상기 메쉬선들에 의해 형성되는 복수 개의 메쉬 개구부들을 포함할 수 있다.
이에 따라, 상기 제 1 전극(210)이 금속을 포함하여도, 외부에서 상기 하부 전극이 시인되지 않아 시인성이 향상될 수 있다. 또한, 상기 개구부들에 의해 광 투과율이 증가되어, 실시예에 따른 광 경로 제어 부재의 휘도가 향상될 수 있다.
상기 제 2 기판(120)은 상기 제 1 기판(110) 상에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제 2 기판(120)은 상기 제 1 기판(110) 상의 제 1 전극(210) 상에 배치될 수 있다.
상기 제 2 기판(120)은 광을 투과할 수 있는 물질을 포함할 수 있다. 상기 제 2 기판(120)은 투명한 물질을 포함할 수 있다. 상기 제 2 기판(120)은 앞서 설명한 상기 제 1 기판(110)과 동일 또는 유사한 물질을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 제 2 기판(120)은 유리, 플라스틱 또는 연성의 고분자 필름을 포함할 수 있다. 예를 들어, 연성의 고분자 필름은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate, PET), 폴리카보네이트(Polycabonate, PC), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지(acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer, ABS), 폴리메틸메타아크릴레이트(Polymethyl Methacrylate, PMMA), 폴리에틸렌나프탈레이트(Polyethylene Naphthalate, PEN), 폴리에테르술폰(Polyether Sulfone, PES), 고리형 올레핀 고분자(Cyclic Olefin Copolymer, COC), TAC(Triacetylcellulose) 필름, 폴리비닐알코올(Polyvinyl alcohol, PVA) 필름, 폴리이미드(Polyimide, PI) 필름, 폴리스틸렌(Polystyrene, PS) 중 어느 하나로 이루어질 수 있으며, 이는 하나의 예시일 뿐 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 제 2 기판(120)은 유연한 특성을 가지는 플렉서블(flexible) 기판일 수 있다.
또한, 상기 제 2 기판(120)은 커브드(curved) 또는 벤디드(bended) 기판일 수 있다. 즉, 상기 제 2 기판(120)을 포함하는 광 경로 제어 부재도 플렉서블, 커브드 또는 벤디드 특성을 가지도록 형성될 수 있다. 이로 인해, 실시예에 따른 광경로 제어 부재는 다양한 디자인으로 변경이 가능할 수 있다.
상기 제 2 기판(120)은 약 1㎜ 이하의 두께를 가질 수 있다.
상기 제 2 전극(220)은 상기 제 2 기판(120)의 일면 상에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제 2 전극(220)은 상기 제 2 기판(120)의 하부면 상에 배치될 수 있다. 즉, 상기 제 2 전극(220)은 상기 제 2 기판(120)이 상기 제 1 기판(110)과 마주보는 면 상에 배치될 수 있다. 즉, 상기 제 2 전극(220)은 상기 제 1 기판(110) 상의 상기 제 1 전극(210)과 마주보며 배치될 수 있다. 즉, 상기 제 2 전극(220)은 상기 제 1 전극(210)과 상기 제 2 기판(120) 사이에 배치될 수 있다.
상기 제 2 전극(220)은 투명한 전도성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 전극(220)은 인듐 주석 산화물(indium tin oxide), 인듐 아연 산화물(indium zinc oxide), 구리 산화물(copper oxide), 주석 산화물(tin oxide), 아연 산화물(zinc oxide), 티타늄 산화물(titanium oxide) 등의 금속 산화물을 포함할 수 있다.
상기 제 2 전극(220)은 필름 형상으로 상기 제 2 기판(120) 상에 배치될 수 있다. 또한, 상기 제 2 전극(220)의 광 투과율은 약 80% 이상일 수 있다
상기 제 2 전극(220)은 약 10㎚ 내지 약 50㎚의 두께를 가질 수 있다.
또는, 상기 제 2 전극(220)은 저저항을 구현하기 위해 다양한 금속을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 전극(220)은 크롬(Cr), 니켈(Ni), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 몰리브덴(Mo). 금(Au), 티타튬(Ti) 및 이들의 합금 중 적어도 하나의 금속을 포함할 수 있다.
상기 제 2 전극(220)은 상기 제 2 기판(120)의 일면의 전면 상에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제 2 전극(220)은 상기 제 2 기판(120)의 일면 상에 면전극으로 배치될 수 있다. 그러나, 실시예는 이에 제한되지 않고, 상기 제 2 전극(220)은 일정한 패턴을 가지는 복수의 패턴 전극으로 형성될 수도 있다.
예를 들어, 상기 제 2 전극(220)은 복수 개의 전도성 패턴을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 제 2 전극(220)은 서로 교차하는 복수 개의 메쉬선들 및 상기 메쉬선들에 의해 형성되는 복수 개의 메쉬 개구부들을 포함할 수 있다.
이에 따라, 상기 제 2 전극(220)이 금속을 포함하여도, 외부에서 상기 상부 전극이 시인되지 않아 시인성이 향상될 수 있다. 또한, 상기 개구부들에 의해 광 투과율이 증가되어, 실시예에 따른 광 경로 제어 부재의 휘도가 향상될 수 있다.
상기 광 변환부(300)는 상기 제 1 기판(110)과 상기 제 2 기판(120) 사이에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 광 변환부(300)는 상기 제 1 전극(210)과 상기 제 2 전극(220) 사이에 배치될 수 있다.
상기 광 변환부(300)와 상기 제 1 기판(110) 사이 또는 상기 광 변환부(300)와 상기 제 2 기판(120) 사이 중 적어도 하나의 사이에는 접착층(400)이 배치될 수 있고, 상기 접착층(400)에 의해 상기 제 1 기판(110), 상기 제 2 기판(120) 및 상기 광 변환부(300)가 접착될 수 있다.
또한, 도면에는 도시되지 않았지만, 상기 제 1 전극(210)과 상기 광 변환부(300) 사이에는 버퍼층이 배치될 수 있다. 상기 버퍼층에 의해 이종물질을 포함하는 상기 제 1 전극(210)과 상기 광 변환부(300)의 밀착력을 향상시킬 수 있다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 광 변환부(300)는 격벽부(310)와 수용부(320)를 포함할 수 있다.
상기 격벽부(310)는 수용부를 구획하는 격벽 영역으로 정의될 수 있다. 즉, 상기 격벽부(310)는 복수의 수용부를 구획하는 격벽 영역이다. 또한, 상기 수용부(320)는 전압의 인가에 따라 광 차단부 및 광 투과부로 가변되는 영역으로 정의될 수 있다.
상기 격벽부(310)와 상기 수용부(320)는 서로 교대로 배치될 수 있다. 상기 격벽부(310)와 상기 수용부(320)는 서로 다른 폭으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 격벽부(310)의 폭은 상기 수용부(320)의 폭보다 클 수 있다.
상기 격벽부(310) 및 상기 수용부(320)는 상기 제 1 전극(210) 및 상기 제 2 전극(220) 중 적어도 하나의 전극과 직접 또는 간접적으로 접촉하며 배치될 수 있다.
상기 격벽부(310)와 상기 수용부(320)는 서로 교대로 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 격벽부(310)와 상기 수용부(320)는 서로 번갈아가며 배치될 수 있다. 즉, 각각의 격벽부(310)는 서로 인접하는 상기 수용부(320)들 사이에 배치되고, 각각의 수용부(320)는 서로 인접하는 상기 격벽부(310)들 사이에 배치될 수 있다.
상기 격벽부(310)는 투명한 물질을 포함할 수 있다. 상기 격벽부(310)는 광을 투과할 수 있는 물질을 포함할 수 있다.
상기 격벽부(310)는 수지 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 격벽부(310)는 광 경화성 수지 물질을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 격벽부(310)는 UV 수지 또는 투명한 포토레지스트 수지를 포함할 수 있다. 또는 상기 격벽부(310)는 우레탄 수지 또는 아크릴 수지 등을 포함할 수 있다.
상기 격벽부(310)는 상기 제 1 기판(110) 또는 상기 제 2 기판(120) 중 어느 하나의 기판으로 입사되는 광을 다른 기판 방향으로 투과시킬 수 있다.
예를 들어, 도 4 및 도 5에서는 상기 제 1 기판(110) 방향에서 광이 출사되어 상기 제 2 기판(120) 방향으로 광이 입사될 수 있다, 상기 격벽부(310)는 상기 광을 투과하고, 투과된 광은 상기 제 2 기판(120) 방향으로 이동될 수 있다.
상기 격벽부의 측면에는 상기 광 경로 제어 부재를 밀봉하는 밀봉부(500)가 배치되고, 상기 밀봉부에 의해 상기 광 변환부(300)의 측면은 밀봉될 수 있다.
상기 수용부(320)는 분산액(320a) 및 앞서 설명한 광 변환 입자(10)를 포함할 수 있다, 자세하게, 상기 수용부(320)에는 상기 분산액(320a)이 주입되어 충진되고, 상기 분산액(320a) 내에는 복수의 광 변환 입자(10)들이 분산될 수 있다.
상기 분산액(320a)은 상기 광 변환 입자(10)를 분산시키는 물질일 수 있다. 상기 분산액(320a)은 투명한 물질을 포함할 수 있다. 상기 분산액(320a)은 비극성 용매를 포함할 수 있다. 또한, 상기 분산액(320a)은 광을 투과할 수 있는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 분산액(320a)은 할로카본(Halocarbon)계 오일, 파라핀계 오일 및 이소프로필 알콜 중 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
상기 광 변환 입자(10)는 상기 분산액(320a) 내에 분산되어 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 복수의 광 변환 입자(10)들은 상기 분산액(320a) 내에서 서로 이격하며 배치될 수 있다.
상기 수용부(320)는 상기 광 변환 입자(10)에 의해 광 투과율이 변화될 수 있다. 자세하게, 상기 수용부(320)는 상기 광 변환 입자(10)에 의해 광 투과율이 변화되어 광 차단부 및 광 투과부로 변화될 수 있다. 즉, 상기 수용부(3200는 상기 분산액(320a)에 내부에 배치되는 상기 광 변환 입자(10)의 분산 및 응집에 의해 상기 수용부(320)를 통과하는 광 투과율을 변화시킬 수 있다.
예를 들어, 실시예에 따른 광 경로 제어 부재는 상기 제 1 전극(210) 및 상기 제 2 전극(220)에 인가되는 전압에 의해 제 1 모드에서 제 2 모드 또는 제 2 모드에서 제 1 모드로 변화될 수 있다.
자세하게, 실시예에 따른 광 경로 제어 부재는 제 1 모드에서는 상기 수용부(320)가 광 차단부가 되고, 상기 수용부(320)에 의해 특정 각도의 광이 차단될 수 있다. 즉, 외부에서 바라보는 사용자의 시야각이 좁아질 수 있다.
또한, 실시예에 따른 광 경로 제어 부재는 제 2 모드에서는 상기 수용부(320)가 광 투과부가 되고, 실시예에 따른 광 경로 제어 부재는 상기 격벽부(310) 및 상기 수용부(320)에서 모두 광이 투과될 수 있다. 즉, 외부에서 바라보는 사용자의 시야각이 넓어질 수 있다.
상기 제 1 모드에서 제 2 모드로의 전환 즉, 상기 수용부(320)가 광 차단부에서 광 투과부로의 변환되는 것은 상기 수용부(320)의 광 변환 입자(10)의 이동에 의해 구현될 수 있다. 즉, 광 변환 입자(10)는 표면에 전하를 가지고 있고, 전하의 특성에 따라 전압의 인가에 따라 제 1 전극 또는 제 2 전극 방향으로 이동될 수 있다. 즉, 상기 광 변환 입자(10)는 전기영동 입자일 수 있다.
자세하게, 상기 수용부(320)는 상기 제 1 전극(210) 및 상기 제 2 전극(220)과 전기적으로 연결될 수 있다.
이때, 외부에서 광 경로 제어 부재에 전압이 인가되지 않는 경우, 상기 수용부(320)의 상기 광 변환 입자(10)는 상기 분산액(320a) 내에 균일하게 분산되고 이에 따라, 상기 수용부(320)는 상기 광 변환 입자(10)에 의해 광이 차단될 수 있다. 이에 따라, 상기 제 1 모드에서는 상기 수용부(320)는 광 차단부로 구동될 수 있다.
또는, 외부에서 광 경로 제어 부재에 전압이 인가되는 경우, 상기 광 변환 입자(10)가 이동될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 전극(210) 및 상기 제 2 전극(220)을 통해 전달되는 전압에 의해 상기 광 변환 입자(10)가 상기 수용부(320)의 일 끝단 또는 타 끝단 방향으로 이동될 수 있다. 즉, 상기 광 변환 입자(10)는 상기 제 1 전극 또는 상기 제 2 전극 방향으로 이동될 수 있다.
자세하게, 제 1 전극(210) 및/또는 제 2 전극(220)에 전압을 인가하는 경우, 상기 제 1 전극(210) 및 상기 제 2 전극(220) 사이에서 전계(Eletric Field)가 형성되고, 대전된 상태인 광 변환 입자(10)는 분산액(320a)을 매질로 하여 제 1 전극(210) 및 상기 제 2 전극(220) 중 (+)극의 전극 방향으로 이동될 수 있다.
즉, 상기 제 1 전극(210) 및/또는 제 2 전극(220)에 전압이 인가되는 경우, 도 4에 도시되어 있듯이, 상기 광 변환 입자(10)는 상기 분산액(320a) 내에서 제 1 전극(210) 방향으로 이동될 수 있다, 즉, 상기 광 변환 입자(10)가 한쪽 방향으로 이동되고, 상기 수용부(320)는 광 투과부로 구동될 수 있다.
또는, 상기 제 1 전극(210) 및/또는 제 2 전극(220)에 전압이 인가되지 않는 경우, 도 5에 도시되어 있듯이, 상기 광 변환 입자(10)는 상기 분산액(320a) 내에 균일하게 분산되어 상기 수용부(320)는 광 차단부로 구동될 수 있다.
이에 따라, 실시예에 따른 광 경로 제어 부재는, 사용자의 주변 환경 등에 따라 2가지 모드로 구동될 수 있다. 즉, 사용자가 특정 시야 각도에서만 광 투과를 원하는 경우, 상기 수용부를 광 차단부로 구동하고, 또는, 사용자가 넓은 시야각 및 높은 휘도를 요구하는 환경에서는 전압을 인가하여 상기 수용부를 광 투과부로 구동할 수 있다.
따라서, 실시예에 따른 광 경로 제어 부재는 사용자의 요구에 따라 두 가지 모드로 구현 가능하므로, 사용자의 환경 등에 따라 구애받지 않고, 광 경로 부재를 적용할 수 있다.
한편, 상기 수용부(320)의 상기 광 변환 입자(10)가 전극 방향으로 이동하여 상기 수용부(320)가 광 투과부로 구동하는 제 2 모드에서는 출사광이 상기 수용부를 통과할 수 있다.
이때, 상기 수용부(320) 영역 중 상기 광 변환 입자(10)가 응집되어 있는 영역에서는 여전히 광이 차단되고 이에 따라, 광 경로 제어 부재의 휘도가 저하될 수 있다. 또한, 광 경로 제어 부재에서 특정 영역의 광의 휘도가 감소되어 광 경로 제어 부재의 영역의 휘도 균일성이 저하될 수 있다, 이에 따라, 사용자가 바라보았을 때 얼룩 등이 시인될 수 있어 시인성이 저하될 수 있다.
이에 따라, 실시예에 따른 광 경로 제어 부재는 수용부(320)에 배치되는 산란 입자를 더 포함할 수 있다.
즉, 도 6을 참조하면, 상기 광 변환 입자(10)는 제 1 입자(11) 및 제 2 입자(12)를 포함할 수 있다.
상기 제 1 입자(11)와 상기 제 2 입자(12)는 상기 분산액(320a) 내에 함께 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 입자(11)와 상기 제 2 입자(12)는 서로 분리되어 상기 분산액(320a) 내에 분산될 수 있다.
상기 제 1 입자(11)와 상기 제 2 입자(12)는 서로 다른 반사율을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 입자(11)의 반사율은 상기 제 2 입자(12)의 반사율보다 작을 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 입자(11)의 반사율은 약 0.1% 이하일 수 있고, 상기 제 2 입자(12)의 반사율은 약 50% 내지 약 90%일 수 있다.
즉, 상기 제 1 입자(11)로 입사되는 광은 거의 반사되지 않고, 상기 제 1 입자(11)가 흡수할 수 있고, 상기 제 2 입자(12)로 입사되는 광은 약 50% 내지 약 90%로 반사되어 산란 될 수 있다.
자세하게, 상기 제 1 입자(11)는 상기 수용부(320) 내부로 입사되는 광을 흡수할 수 있다. 즉, 상기 제 1 입자(11)에 의해 상기 수용부(320)는 광 투과부 및 광 차단부로 변화될 수 있다. 즉, 상기 제 1 입자(11)는 광 흡수 입자일 수 있다.
상기 제 1 입자(11)는 구형의 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 제 1 입자(11)는 나노 단위의 입경으로 형성될 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 입자(11)는 500㎚ 내지 700㎚의 입경으로 형성될 수 있다.
상기 제 1 입자(11)의 입경이 500㎚ 미만인 경우, 상기 제 1 입자(11)가 상기 분산액(320a) 내부에서 응집되는 현상에 의해 분산 안전성이 저하될 수 있다.
또한, 상기 제 1 입자(11)의 입경이 700㎚ 초과하는 경우, 상기 제 1 입자(11)의 무게가 증가되어, 상기 제 1 입자(11)가 수용부 하부로 침강되는 현상이 발생할 수 있다.
상기 제 1 입자(11)는 색을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 입자(11)는 흑색의 입자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 입자(11)는 카본 블랙을 포함할 수 있다.
상기 제 2 입자(12)는 상기 수용부 내부로 입사되는 광을 부분적으로는 흡수하고 부분적으로는 반사시킬 수 있다. 즉, 상기 제 2 입자(12)는 반사 및 흡수 특성을 모두 가질 수 있다. 즉, 상기 제 2 입자(12)는 광 산란 입자일 수 있다.
상기 제 2 입자(12)는 구형의 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 제 2 입자(12)는 나노 단위의 입경으로 형성될 수 있다. 자세하게, 상기 제 2 입자(12)는 500㎚ 내지 700㎚의 입경으로 형성될 수 있다. 상기 제 1 입자(11)와 상기 제 2 입자(12)는 상기 입경 크기 범위 내에서 서로 동일 또는 유사한 입경을 가질 수 있다.
상기 제 2 입자(12)의 입경이 500㎚ 미만인 경우, 상기 제 2 입자(12)가 상기 분산액(320a) 내부에서 응집되는 현상에 의해 분산 안전성이 저하될 수 있다.
또한, 상기 제 2 입자(12)의 입경이 700㎚ 초과하는 경우, 상기 제 2 입자(12)의 무게가 증가되어, 상기 제 2 입자(12)가 수용부 하부로 침강되는 현상이 발생할 수 있다.
상기 제 2 입자(12)는 색을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 제 2 입자(12)는 흑색의 입자를 포함할 수 있다.
상기 제 2 입자(12)는 금속을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 제 2 입자(12)는 금속 산화물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 입자(12)는 이산화티탄(TiO 2), 산화지르코늄(ZrO 2), 산화인듐(In 2O 3), 산화주석(SnO 2) 및 산화알루미늄(Al 2O 3) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 2 입자(12)는 내부에 홀(h)이 형성되는 할로우(hollow) 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 상기 제 2 입자(12)는 내부에 중공이 형성될 수 있다. 즉, 상기 제 2 입자(12)는 상기 제 1 입자(11)와 다르게 내부에 일정한 크기의 홀이 형성되는 구형의 형상으로 형성될 수 있다.
상기 제 2 입자(12)가 홀(h)을 포함함에 따라, 상기 제 2 입자(12)의 비중이 제어될 수 있다. 자세하게, 상기 제 2 입자(12)는 홀(h)을 포함함에 따라, 상기 제 2 입자(12)의 비중이 감소될 수 있다.
예를 들어, 상기 제 2 입자(12)가 이산화티탄을 포함하는 경우, 홀을 포함하지 않는 제 2 입자(12)의 비중은 3.5 내지 4.0일 수 있고, 홀을 포함하는 제 2 입자(12)의 비중은 2.5 내지 2.8 만큼 감소될 수 있다.
또는, 상기 제 2 입자(12)가 산화알루미늄을 포함하는 경우, 홀을 포함하지 않는 제 2 입자(12)의 비중은 3.7 내지 4.2일 수 있고, 홀을 포함하는 제 2 입자(!2)의 비중은 2.5 내지 3.1 만큼 감소될 수 있다.
한편, 카본블랙을 포함하는 상기 제 1 입자(11)의 비중은 약 1.8 내지 2.0일 수 있다.
즉, 상기 제 2 입자(12)가 홀을 포함함에 따라, 상기 제 1 입자(11)와 상기 제 2 입자(12)의 비중 차이를 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 제 1 입자(11)와 상기 제 2 입자(12)의 비중 차이에 의해, 상기 제 1 입자(11)와 상기 제 2 입자(12)가 상분리되는 것을 방지할 수 있다.
즉, 상기 제 2 입자(12)가 중공을 포함함에 따라, 상기 제 2 입자(12)의 비중이 감소되고, 이에 따라, 상기 제 1 입자(11)와 상기 제 2 입자(12)의 비중 차이가 감소될 수 있다.
자세하게, 상기 제 2 입자(12)의 비중은 상기 제 1 입자(11)의 비중에 대해 1.2배 내지 1.6배의 크기로 감소되고, 이에 따라, 상기 제 1 입자(11)와 상기 제 2 입자(12)가 상분리되는 것을 최소화할 수 있다.
즉, 상기 수용부(320) 내부에서 비중이 큰 상기 제 2 입자(12)가 수용부의 하부에 위치하고, 비중이 작은 상기 제 1 입자(11)가 수용부의 상부에 위치하여 서로 상분리 되는 것을 방지할 수 있다.
따라서, 상기 수용부(320) 내부에 배치되는 상기 제 1 입자(11) 및 상기 제 2 입자가 서로 상분리되지 않고 균일하게 분산될 수 있어, 광 변환 입자의 분산 안정성을 향상시킬 수 있다.
상기 제 1 입자(11)는 상기 제 2 입자(12)는 서로 동일한 극성으로 대전될 수 있다. 즉, 상기 제 1 입자(11)와 상기 제 2 입자(12)의 표면은 (+) 또는 (-) 극성으로 대전 될 수 있다. 이에 따라, 상기 제 1 전극 및/또는 제 2 전극에 전압이 인가되는 경우, 상기 제 1 입자(11) 및 상기 제 2 입자(12)와 서로 동일한 방향으로 이동될 수 있다.
한편, 도 7을 참조하면, 상기 광 변환 입자(10)는 제 1 입자(11), 제 2 입자(12) 및 제 3 입자(13)를 포함할 수 있다.
상기 제 1 입자(11) 및 상기 제 2 입자(12)는 앞서 도 6에 대한 설명에서 설명한 제 1 입자(11) 및 제 2 입자(12)와 동일하므로 이하의 설명은 생략한다.
상기 제 3 입자(13)는 상기 제 2 입자(12)와 비중을 제외하고 유사한 특성을 가질 수 있다.
상기 제 3 입자(13)는 상기 수용부 내부로 입사되는 광을 부분적으로는 흡수하고 부분적으로는 반사시킬 수 있다. 즉, 상기 제 3 입자(13)는 반사 및 흡수 특성을 모두 가질 수 있다. 즉, 상기 제 3 입자(13)는 광 산란 입자일 수 있다.
상기 제 3 입자(13)는 구형의 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 제 3 입자(13)는 나노 단위의 입경으로 형성될 수 있다. 자세하게, 상기 제 3 입자(13)는 500㎚ 내지 700㎚의 입경으로 형성될 수 있다. 상기 제 3 입자(13)는 상기 제 1 입자(11) 및 상기 제 2 입자(12)와 상기 입경 크기 범위 내에서 서로 동일 또는 유사한 입경을 가질 수 있다.
상기 제 3 입자(13)의 입경이 500㎚ 미만인 경우, 상기 제 3 입자(13)가 상기 분산액(320a) 내부에서 응집되는 현상에 의해 분산 안전성이 저하될 수 있다.
또한, 상기 제 3 입자(13)의 입경이 700㎚ 초과하는 경우, 상기 제 3 입자(13)의 무게가 증가되어, 상기 제 3 입자(13)가 수용부 하부로 침강되는 현상이 발생할 수 있다.
상기 제 3 입자(13)는 색을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 제 2 입자(13)는 흑색의 입자를 포함할 수 있다.
상기 제 3 입자(13)는 상기 제 2 입자(12)와 동일 유사한 물질을 포함할 수 있다.
자세하게, 상기 제 3 입자(13)는 금속 산화물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 3 입자(13)는 이산화티탄(TiO2), 산화지르코늄(ZrO2), 산화인듐(In2O3), 산화주석(SnO2) 및 산화알루미늄(Al2O3) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 제 2 입자(12)와 상기 제 3 입자(13)는 서로 동일한 금속 산화물을 포함하거나 또는 서로 다른 금속 산화물을 포함할 수 있다.
상기 제 2 입자(12)와 상기 제 3 입자(13)는 서로 다른 비중을 가질 수 있다. 즉, 상기 제 2 입자(12)는 내부에 중공이 형성된 입자일 수 있고, 상기 제 2 입자(13)는 내부에 홀이 형성되지 않은 벌크의 입자일 수 있다.
즉, 상기 제 3 입자(13)의 비중은 상기 제 1 입자(11) 및 상기 제 2 입자(12)의 비중보다 클 수 있다.
상기 제 2 입자(12)와 상기 제 3 입자(13)는 서로 다른 반사율을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 제 3 입자(13)의 반사율은 상기 제 2 입자(12)의 반사율보다 클 수 있다.
즉, 상기 제 1 입자(11)와 함께 금속 산화물을 포함하는 제 2 입자(12)를 포함함에 따라, 비중 차이에 따른 입자의 상분리를 감소할 수 있고, 반사율이 큰 제 3 입자(13)을 포함함에 따라, 광 산란을 유도하여 정면 투과율을 향상시킬 수 있다.
도 8은 수용부(320) 내부에 제 1 입자(11)만 배치되는 예를 설명하기 위한 도면이고, 도 9는 수용부(320) 내부에 제 1 입자(11)와 제 2 입자(12)가 함께 배치되는 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 상기 제 2 입자(12)는 상기 광 경로 제어 부재의 정면 휘도를 향상시킬 수 있다.
자세하게, 도 8을 참조하면, 상기 수용부(320) 내부에 제 1 입자(11) 즉, 광 흡수 입자만 배치되는 경우, 상기 수용부 방향으로 입사되는 광은 응집되어 있는 제 1 입자에 의해 대부분 차단될 수 있다. 즉, 상기 수용부 방향으로 입사되는 광은 차단되어 사용자 방향으로 출사되지 못하므로, 광 경로 제어 부재의 정면 휘도가 저하될 수 있다. 또한, 상기 수용부 방향으로 입사되는 광이 차단되어 특정 영역에서의 휘도가 다른 영역에서의 휘도보다 작아지므로, 광 경로 제어 부재의 휘도 균일성이 저하될 수 있다.
그러나, 도 9를 참조하면, 상기 수용부(320) 내부에 상기 제 1 입자(11)와 상기 제 2 입자(12) 및/또는 제 3 입자(13)가 함께 배치되는 경우, 상기 제 2 입자(12) 및/또는 제 3 입자(13)에 의해 사용자 방향으로 출사되는 광량을 증가시킬 수 있다.
자세하게, 도 9를 참조하면, 상기 제 1 입자(11)와 함께 응집되어 배치되는 상기 제 2 입자(12) 및/또는 제 3 입자(13)에 의해 상기 제 2 입자(12) 및/또는 제 3 입자(13)로 입사되는 광은 산란되어 굴절될 수 있다. 이에 따라, 상기 제 2 입자(12) 및/또는 제 3 입자(13)를 통한 광의 반사 및 굴절에 의해 상기 수용부를 통과하는 광이 사용자 방향으로 출사되는 광량을 증가시킬 수 있다.
이에 따라, 광 경로 제어 부재의 정면 휘도를 향상시킬 수 있고, 광 경로 제어 부재의 휘도 균일성을 향상시킬 수 있다.
한편, 상기 광 변환 입자가 제 1 입자 및 제 2 입자를 포함하는 경우, 상기 제 1 입자(11)와 상기 제 2 입자(12)는 서로 다른 중량%로 포함될 수 있다. 자세하게, 각각의 수용부 내에서 상기 제 1 입자(11)는 상기 제 2 입자(12)보다 더 많이 포함될 수 있다.
자세하게, 각각의 수용부 내부에 상기 제 1 입자(11)는 전체 입자에 대해 95 중량% 내지 99 중량% 만큼 포함될 수 있다. 또한, 상기 제 2 입자(12)는 전체 입자에 대해 1 중량% 내지 5 중량% 만큼 포함될 수 있다.
상기 제 2 입자(12)가 전체 입자에 대해 1 중량% 미만으로 포함되는 경우, 상기 제 2 입자에 따른 광 산란 효과가 적어, 정면 투과율의 향상이 구현되기 어렵다. 또한, 상기 제 2 입자(12)가 전체 입자에 대해 5 중량% 초과로 포함되는 경우 제 1 입자의 양이 감소되어, 수용부에서 광 흡수율이 저하될 수 있고, 정면 투과율 향상의 변화가 미미할 수 있다.
또한, 상기 광 변환 입자가 제 1 입자, 제 2 입자 및 제 3 입자를 포함하는 경우, 상기 제 1 입자(11), 상기 제 2 입자(12) 및 상기 제 3 입자(13)는 서로 다른 중량%로 포함될 수 있다. 자세하게, 각각의 수용부 내에서 상기 제 1 입자(11)는 상기 제 2 입자(12) 및 상기 제 3 입자(13)보다 더 많이 포함될 수 있다.
자세하게, 각각의 수용부 내부에 상기 제 1 입자(11)는 전체 입자에 대해 95 중량% 내지 99 중량% 만큼 포함될 수 있다. 또한, 상기 제 2 입자(12) 및 상기 제 3 입자(13)의 합은 전체 입자에 대해 1 중량% 내지 5 중량% 만큼 포함될 수 있다.
상기 제 2 입자(12) 및 상기 제 3 입자(13)의 합이 전체 입자에 대해 1 중량% 미만으로 포함되는 경우, 상기 제 2 입자에 따른 광 산란 효과가 적어, 정면 투과율의 향상이 구현되기 어렵다. 또한, 상기 제 2 입자(12) 및 상기 제 3 입자(13)의 합이 전체 입자에 대해 5 중량% 초과로 포함되는 경우 제 1 입자의 양이 감소되어, 수용부에서 광 흡수율이 저하될 수 있고, 정면 투과율 향상의 변화가 미미할 수 있다.
이하, 실시예들 및 비교예들에 따른 광 경로 제어 부재의 투과율을 통하여 본 발명을 좀더 상세하게 설명한다. 이러한 실시예는 본 발명을 좀더 상세하게 설명하기 위하여 예시로 제시한 것에 불과하다. 따라서 본 발명이 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다
실시예 1
폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 포함하는 제 1 기판 및 제 2 기판의 일면에 각각 인듐주석산화물(IT0)를 포함하는 제 1 전극 및 제 2 전극을 형성하였다.
이어서, 상기 제 1 기판 상에 UV 수지를 배치하고, 몰드를 통해 임프린팅 하여 수용부를 형성하였다.
이어서, 수용부 내부에 카본블랙 입자 및 내부에 중공이 형성된 이산화티탄 입자가 분산된 파라핀계 오일을 충진하여 광 변환부를 형성하였다.
이때, 상기 이산화티탄 입자는 전체 입자에 대해 5 중량% 만큼 포함되었다.
이어서, 제 1 기판, 제 2 기판 및 광 변황부를 접착하여 광 경로 제어 부재를 제조한 후, 전압을 인가하였을 때, 광 경로 제어 부재의 정면 투과율을 측정하였다.
실시예 2
수용부 내부에 카본블랙 입자 및 내부에 중공이 형성된 산화알루미늄 입자가 분산된 파라핀계 오일을 충진하였다는 점을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 광 경로 제어 부재를 제조한 후, 전압을 인가하였을 때, 광 경로 제어 부재의 정면 투과율을 측정하였다.
이때, 상기 산화알루미늄 입자는 전체 입자에 대해 5 중량% 만큼 포함되었다.
실시예 3
수용부 내부에 카본블랙 입자, 이산화티탄 입자 및 내부에 중공이 형성된 이산화티탄 입자가 분산된 파라핀계 오일을 충진하였다는 점을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 광 경로 제어 부재를 제조한 후, 전압을 인가하였을 때, 광 경로 제어 부재의 정면 투과율을 측정하였다.
이때, 이산화티탄 입자 및 내부에 중공이 형성된 이산화티탄 입자는 전체 입자에 대해 5 중량% 만큼 포함되었다.
실시예 4
수용부 내부에 카본블랙 입자, 산화알루미늄 입자 및 내부에 중공이 형성된 산화알루미늄 입자가 분산된 파라핀계 오일을 충진하였다는 점을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 광 경로 제어 부재를 제조한 후, 전압을 인가하였을 때, 광 경로 제어 부재의 정면 투과율을 측정하였다.
이때, 산화알루미늄 입자 및 내부에 중공이 형성된 산화알루미늄 입자는 전체 입자에 대해 5 중량% 만큼 포함되었다.
비교예 1
수용부 내부에 카본블랙 입자만 분산된 파라핀계 오일을 충진하였다는 점을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 광 경로 제어 부재를 제조한 후, 전압을 인가하였을 때, 광 경로 제어 부재의 정면 투과율을 측정하였다.
비교예 2
이산화티탄 입자가 전체 입자에 대해 7 중량% 포함되었다는 점을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 광 경로 제어 부재를 제조한 후, 전압을 인가하였을 때, 광 경로 제어 부재의 정면 투과율을 측정하였다.
비교예 3
산화알루미늄 입자가 전체 입자에 대해 7 중량% 포함되었다는 점을 제외하고는 실시예 2와 동일하게 광 경로 제어 부재를 제조한 후, 전압을 인가하였을 때, 광 경로 제어 부재의 정면 투과율을 측정하였다.
비교예 4
이산화티탄 입자 및 내부에 중공이 형성된 이산화티탄 입자가가 전체 입자에 대해 7 중량% 포함되었다는 점을 제외하고는 실시예 3과 동일하게 광 경로 제어 부재를 제조한 후, 전압을 인가하였을 때, 광 경로 제어 부재의 정면 투과율을 측정하였다.
비교예 5
산화알루미늄 입자 및 내부에 중공이 형성된 산화알루미늄 입자가 전체 입자에 대해 7 중량% 포함되었다는 점을 제외하고는 실시예 4와 동일하게 광 경로 제어 부재를 제조한 후, 전압을 인가하였을 때, 광 경로 제어 부재의 정면 투과율을 측정하였다.
Figure PCTKR2020011848-appb-img-000001
Figure PCTKR2020011848-appb-img-000002
표 1은 카본블랙 입자, 이산화티탄 입자, 중공이 형성된 이산화티탄 입자, 산화알루미늄 입자 및 중공이 형성된 산화알루미늄 입자의 비중, 굴절률, 반사율에 대한 것이다.
표 1을 참조하면, 중공이 형성된 이산화티탄 입자 및 산화알루미늄 입자의 비중은 중공이 형성되지 않는 이산화티탄 입자 및 산화알루미늄 입자의 비중보다 작고, 이에 따라, 카본블랙 입자의 비중 차이가 작은 것을 알 수 있다.
즉, 실시예는 중공이 형성된 이산화티탄 입자 및 산화알루미늄 입자를 사용하므로 카본블랙 입자와 함께 혼합하였을 때, 비중 차이에 따른 상분리를 최소화할 수 있는 것을 알 수 있다.
표 2를 참조하면, 실시예 1 내지 실시예 4에 따른 광 경로 제어 부재의 정면 투과율은 비교예들에 따른 광 경로 제어 부재의 정면 투과율에 비해 큰 것을 알 수 있다.
즉, 실시예 1 내지 실시예 4에 따른 광 경로 제어 부재는 전압이 인가되어 수용부가 광 투과부로 구동할 때, 광을 반사 및 산란시키는 금속 산화물 입자에 의해 정면 방향으로 이동되는 광량이 증가되는 것을 알 수 있다.
또한, 금속 산화물 입자가 전체 입자에 대해 5 중량%를 초과하는 경우, 정면 투과율이 아닌 측면 투과율의 증가로 인해 정면 투과율 향상 효과가 미미할 수 있다.
실시예 5
수용부 내부에 카본블랙 입자 및 내부에 중공이 형성된 산화티타늄 입자가 분산된 파라핀계 오일을 충진하였다는 점을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 광 경로 제어 부재를 제조한 후 전압을 인가하였을 때, 광 경로 제어 부재의 정면 투과율과 1000시간이 경화한 후 전압을 인가하였을 때, 광 경로 제어 부재의 정면 투과율을 측정하였다.
실시예 6
수용부 내부에 카본블랙 입자 및 내부에 중공이 형성된 산화알루미늄 입자가 분산된 파라핀계 오일을 충진하였다는 점을 제외하고는 실시예 2와 동일하게 광 경로 제어 부재를 제조한 후 전압을 인가하였을 때, 광 경로 제어 부재의 정면 투과율과 1000시간이 경화한 후 전압을 인가하였을 때, 광 경로 제어 부재의 정면 투과율을 측정하였다.
비교예 6
실시예 1과 동일하게 광 경로 제어 부재를 제조한 후, 전압을 인가하였을 때, 광 경로 제어 부재의 정면 투과율과 1000시간이 경화한 후 전압을 인가하였을 때, 광 경로 제어 부재의 정면 투과율을 측정하였다.
비교예 7
실시예 4와 동일하게 광 경로 제어 부재를 제조한 후 전압을 인가하였을 때, 광 경로 제어 부재의 정면 투과율과 1000시간이 경화한 후 전압을 인가하였을 때, 광 경로 제어 부재의 정면 투과율을 측정하였다.
Figure PCTKR2020011848-appb-img-000003
표 3을 참조하면, 실시예 6 및 실시예 7에 따른 광 경로 제어 부재는 시간이 경화 후에도 정면 투과율이 유지되는 것을 알 수 있다.
즉, 비교예 2 및 비교예 3에 따른 광 경로 제어 부재는 시간이 경과함에 따라 1, 2 입자의 비중 차이로 인해 상분리 현상이 발생하여, 제 2 입자의 특성 저하로 정면 투과율이 저하될 수 있다. 그러나, 실시예 6 및 실시예 7에 따른 광 경로 제어 부재는 1, 2 입자의 비중을 유사하게 제어하여 시간이 경과하여도 유사한 정면 투과율을 가지는 것을 알 수 있다.
한편, 상기 수용부(320)는 상기 제 1 전극(210) 또는 상기 제 2 전극(220)과 이격하여 배치될 수 있다.
예를 들어, 도 10 및 도 11을 참조하면, 상기 수용부(320)는 상기 제 1 전극(210)과는 이격할 수 있다.
상기 수용부(320)와 상기 제 1 전극(210)이 서로 이격되는 영역에는 상기 격벽부(310)와 동일 또는 유사한 물질이 배치될 수 있다.
이에 따라, 상기 시야면 방향으로 출사되는 광의 투과율을 증가시켜, 광 경로 제어 부재의 휘도를 향상시켜 시인성을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 수용부(320)는 일정한 경사각도(θ)를 가지면서 배치될 수 있다. 자세하게, 도 12 및 도 13을 참조하면, 상기 수용부(320)는 상기 제 1 전극(210)에 대해 0° 초과 내지 90°미만의 경사각도(θ)를 가지면서 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 수용부(320)는 상기 제 1 전극(210)의 일면에 대해 0° 초과 내지 90°미만의 경사각도(θ)를 가지면서 상부 방향으로 연장할 수 있다.
이에 따라, 상기 광 경로 부재가 표시 패널과 함께 사용될 때, 표시 패널의 패턴과 광 경로 부재의 수용부(320)의 중첩 현상에 따른 무아레를 방지하여, 사용자의 시인성을 향상시킬 수 있다.
이하, 도 14내지 도 19를 참조하여 다른 실시예에 따른 광 경로 제어 부재를 설명한다.
도 14 및 도 15는 다른 실시예에 따른 광 경로 제어 부재의 단면도를 도시한 도면이다.
도 14 및 도 15를 참조하면, 상기 수용부(320)는 앞서 설명한 광 경로 제어 부재와 다르게 상기 수용부(3200의 폭이 상기 제 2 기판(110)에서 상기 제 2 기판(120) 방향으로 연장하면서 좁아질 수 있다. 즉, 상기 수용부(3200의 폭은 광 출사부에서 시야부 방향으로 연장하면서 폭이 좁아질 수 있다.
한편, 상기 광 흡수 입자(10)가 상기 분산액(320a) 내에서 분산 안전성 및 향상된 이동 속도를 가져야 광 경로 제어 부재 및 이를 포함하는 디스플레이 장치의 구동 특성이 향상될 수 있다.
상기 광 경로 부재의 구동속도는 하기 수식 1로 정의될 수 있다.
[수식 1]
Figure PCTKR2020011848-appb-img-000004
수식 1을 참조하면, 상기 광 경로 제어 부재의 구동 속도는 상기 광 흡수 입자의 이동속도가 커질수록 향상되는 것을 알 수 있다.
상기 광 흡수 입자의 이동속도를 향상시키기 위한 방법은 여러가지가 있으나, 상기 광 흡수 입자가 분산액 내에 응집되는 경우, 상기 광 흡수 입자의 이동 속도가 저하되고, 각 입자들의 이동속도 또한 균일하지 못해, 광 경로 제어 부재의 구동 특성이 저하될 수 있다.
상기 광 흡수 입자가 분산액 내에서 분산 안정성을 향상시키기 위해서는 광 흡수 입자와 분산액의 비중의 크기가 동일하거나 또는 그 차이가 작아야 한다. 즉, 광 흡수 입자와 분산액의 비중 차이가 큰 경우, 광 흡수 입자rk 분산액의 하부로 침강되기 쉽고, 광 흡수 입자와 분산액의 비중 차이를 작게하기 위해, 분산액의 비중을 크게 하는 경우, 구동 속도가 저하될 수 있다.
이에 따라, 다른 실시예에 따른 광 경로 제어 부재는 분산액 내에 분산되는 광 흡수 입자의 비중 크기를 감소시키고, 또한, 서로 특성이 상이한 복수의 광 흡수 입자를 혼합하여 광 흡수 입자의 분산 안정성을 향상시키면서, 광 경로 제어 부재의 구동 특성을 향상시킬 수 있다.
도 16을 참조하면, 다른 실시예에 따른 광 경로 제어 부재의 광 흡수 입자는 카본 블랙 및 금속 산화물 중 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다. 즉, 다른 실시예에 따른 광 경로 제어부재는 동일한 물질의 광 흡수 입자를 포함할 수 있다.
일례로, 상기 광 흡수 입자(10)는 카본 블랙을 포함할 수 있다. 또한, 상기 카본 블랙은 요크-쉘(Yolk-shell) 구조로 형성될 수 있다. 즉, 상기 카본 블랙은 하나의 코어부와 복수의 쉘 구조를 가지는 요크-쉘 구조로 형성될 수 있다. 자세하게, 상기 광 흡수 입자는 코어 및 상기 코어의 외면에 배치되는 적어도 하나의 보이드 및 적어도 하나의 쉘부를 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 광 흡수 입자는 코어-보이드-쉘 즉, 코어와 쉘 사이에 복수의 보이드 및 복수의 쉘 구조를 가지는 요크-쉘 구조로 형성될 수 있다.
상기 카본 블랙의 비중은 약 1.8 내지 7.9이고, 분산액의 비중은 약 0.7 내지 1.5의 비중을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 카본 블랙을 광 흡수 입자 단독으로 사용하는 경우, 카본 블랙과 분산액의 비중 차이로 인해 카본 블랙이 침강되어 카본 블랙의 응집으로 인해 분산 안전성이 저하될 수 있다.
이에 따라, 상기 카본 블랙을 요크-쉘(Yolk-shell) 구조로 형성하여, 카본 블랙의 비중을 감소시켜, 광 흡수 입자의 분산 안전성을 향상시킬 수 있다.
상기 요크-쉘 구조를 가지는 카본 블랙의 비중은 약 0.6 내지 1.5일 수 있다. 자세하게, 상기 카본 블랙의 비중은 쉘의 개수에 따라 변화될 수 있다. 자세하게, 상기 카본 블랙이 하나의 쉘층을 가지는 경우, 상기 카본 블랙의 비중은 1.2 내지 1.5일 수 있다. 또한, 상기 카본 블랙이 두 개의 쉘층을 가지는 경우, 상기 카본 블랙의 비중은 1.0 내지 1.3일 수 있다. 또한, 상기 카본 블랙이 세 개의 쉘층을 가지는 경우, 상기 카본 블랙의 비중은 0.8 내지 1.0일 수 있다. 또한, 상기 카본 블랙이 네 개 이상의 쉘층을 가지는 경우, 상기 카본 블랙의 비중은 0.6 내지 0.9일 수 있다. 즉, 상기 카본 블랙의 비중은 쉘층의 수와 비례하여 감소될 수 있다.
즉, 제 1 실시예에 따른 광 흡수 입자는 카본 블랙을 포함하고, 상기 카본 블랙은 요크-쉘 구조로 형성되어 비중이 감소될 수 있다. 이에 따라, 광 흡수 입자과 분산액의 비중을 유사하게 하여 광 흡수 입자의 분산 안전성을 향상시키고, 광 경로 제어 부재의 구동 특성을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 카본 블랙은 쉘의 개수에 따라 카본 블랙의 비표면적이 변화될 수 있다. 상기 카본 블랙의 비표면적은 300㎡/g 내지 5000㎡/g일 수 있다.
자세하게, 상기 카본 블랙이 하나의 쉘층을 가지는 경우, 상기 카본 블랙의 비표면적은 300㎡/g 내지 1500㎡/g일 수 있다. 또한, 상기 카본 블랙이 두 개의 쉘층을 가지는 경우, 상기 카본 블랙의 비표면적은 800㎡/g 내지 2200㎡/g일 수 있다. 또한, 상기 카본 블랙이 세 개의 쉘층을 가지는 경우, 상기 카본 블랙의 비표면적은 1500㎡/g 내지 3500㎡/g일 수 있다. 또한, 상기 카본 블랙이 네 개 이상의 쉘층을 가지는 경우, 상기 카본 블랙의 비표면적은 2000㎡/g 내지 5000㎡/g일 수 있다. 즉, 상기 카본 블랙의 비표면적은 쉘층의 수와 비례하여 증가될 수 있다.
이에 따라, 상기 카본 블랙의 비표면적 즉, 표면 전하층이 쉘층의 비표면적이 증가함에 따라, 분산액 내에서 광 흡수 입자의 이동 속도를 증가시킬 수 있다. 즉, 광 흡수 입자의 비표면적이 증가에 의해 광 흡수 입자에 표면 전하를 부여하는 표면 전하층의 코팅 면적이 증가하게 되고, 이에 따라, 분산액 내에서 광 흡수 입자의 이동 속도를 증가시킬 수 있다.
즉, 하기 수식 2와 같이 표면 전하량과 비례하는 광 흡수 입자의 이동 속도를 증가시켜, 광 경로 제어 부재의 구동 속도를 향상시킬 수 있다.
[수식 2]
Figure PCTKR2020011848-appb-img-000005
또한, 다른 일례로, 상기 광 흡수 입자(12)는 금속 산화물을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 광 흡수 입자는 이산화티탄(TiO2), 산화철(Fe2O3), 산화지르코튬(ZrO2), 산화인듐(In2O3), 산화주석(SnO2) 및 산화알루미늄(Al2O3) 중 적어도 하나의 금속 산화물을 포함할 수 있다.
상기 금속 산화물도 앞서 설명한 카본 블랙과 같이 요크-쉘 구조로 형성될 수 있다. 이에 따라, 금속 산화물의 비중을 감소할 수 있다. 따라서, 금속 산화물을 포함하는 광 흡수 입자와 분산액의 비중 차이를 감소시켜, 광 흡수 입자의 분산 안정성을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 금속 산화물의 경우, 카본 블랙에 비해 표면에 수산화기(-OH), 카르복실기(-COOH) 등의 작용기가 많기에, 이후 표면 전하 코팅층 즉, 실란 코팅을 용이하게 할 수 있다.
따라서, 상기 금속 산화물을 사용하는 경우, 카본 블랙과 다르게 별도의 표면 개질 공정이 요구되지 않고, 수산화기(-OH), 카르복실기(-COOH) 등의 작용기에 의해 실란 코팅을 용이하게 하여 표면 전하량을 향상시킬 수 있다.
도 17을 참조하면, 다른 실시예에 따른 광 경로 제어 부재의 광 흡수 입자는 형상 및/또는 종류가 서로 다른 제 1 입자(11) 및 제 2 입자(12)을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 광 흡수 입자는 구형의 광 흡수 입자를 포함하는 제 1 입자(11) 및 요크-쉘 구조의 광 흡수 입자를 포함하는 제 2 입자(12)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 광 흡수 입자는 카본 블랙을 포함할 수 있고, 상기 광 흡수 입자는 구형의 카본 블랙 및 요크-쉘 구조의 카본 블랙을 포함할 수 있다.
상기 제 1 입자(11) 및 상기 제 2 입자(12)는 분산액의 비중에 따라 다른 중량%로 혼합될 수 있다.
예를 들어, 분산액의 비중이 1 미만인 경우, 상기 제 2 입자(12)를 상기 제 1 입자(11)보다 많게 포함할 수 있다. 즉, 상기 광 흡수 입자의 전체적인 비중을 감소시키기 위해, 상기 제 2 입자(12)를 상기 제 1 입자(11)보다 많이 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 입자(11)는 전체 입자에 대해 약 30 중량% 내지 50 중량% 미만으로 포함될 수 있고, 상기 제 2 입자(12)는 전체 입자에 대해 약 50 중량% 내지 약 70 중량% 만큼 포함될 수 있다.
또한, 분산액의 비중이 1 이상인 경우, 상기 제 1 입자(11)를 상기 제 2 입자(12)보다 많게 포함할 수 있다. 즉, 상기 광 흡수 입자의 전체적인 비중을 증가시키기 위해, 상기 제 1 입자(11)를 상기 제 2 입자(12)보다 많이 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 입자(11)는 전체 입자에 대해 약 60 중량% 내지 90 중량% 미만으로 포함될 수 있고, 상기 제 2 입자(12)는 전체 입자에 대해 약 10 중량% 내지 약 40 중량% 만큼 포함될 수 있다.
이에 따라, 다른 실시예에 따른 광 경로 제어 부재는 분산액의 비중에 따라, 광 흡수 입자의 혼합 비율을 제어함으로써, 분산액의 비중에 따른 선택 제한을 없앨 수 있고, 비중에 따라, 적절한 비중 크기를 가지는 광 흡수 입자를 분산시켜, 광 흡수 입자의 분산 안전성을 향상시킬 수 있다.
한편, 상기 광 흡수 입자는 카본 블랙 및 금속 산화물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 금속 산화물은 이산화티탄(TiO2), 산화철(Fe2O3), 산화지르코튬(ZrO2), 산화인듐(In2O3), 산화주석(SnO2) 및 산화알루미늄(Al2O3) 중 적어도 하나의 금속 산화물을 포함할 수 있다.
즉, 상기 제 1 입자(11) 및 상기 제 2 입자(12)는 모두 카본 블랙을 포함할 수 있다. 또는, 상기 제 1 입자(11) 및 상기 제 2 입자(12)는 모두 금속 산화물을 포함할 수 있다. 또는, 상기 제 1 입자(11)는 카본 블랙을 포함하고, 상기 제 2 입자(12)는 금속 산화물을 포함할 수 있다. 또는, 상기 제 1 입자(11)는 금속 산화물을 포함하고, 상기 제 2 입자(12)는 카본 블랙을 포함할 수 있다.
도 18을 참조하면, 다른 실시예에 따른 광 경로 제어 부재의 광 흡수 입자는 형상 및/또는 종류가 서로 다른 제 1 입자(11) 및 제 3 입자(13)을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 광 흡수 입자는 구형의 광 흡수 입자를 포함하는 제 1 입자(11) 및 입자 내부에 홀이 형성되는 할로우(Hollow) 구조의 광 흡수 입자를 포함하는 제 3 입자(13)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 광 흡수 입자는 카본 블랙을 포함할 수 있고, 상기 광 흡수 입자는 구형의 카본 블랙 및 할로우 구조의 카본 블랙을 포함할 수 있다.
여기서, 할로우 구조는 도 18에 도시되어 있듯이, 중공 형상 즉, 내부에 중공 형상의 홀(h)이 형성된 입자 구조로 정의될 수 있다.
상기 할로우 구조의 제 3 입자(13)와 상기 구 형상의 제 1 입자(11)의 비중은 서로 다를 수 있다. 자세하게, 상기 제 3 입자(13)의 비중은 상기 제 1 입자(11)의 비중보다 작을 수 있다. 자세하게, 상기 제 3 입자(13)의 비중은 약 1.2 내지 1.9일 수 있다.
상기 제 1 입자(11) 및 상기 제 3 입자(13)는 서로 다른 중량%로 혼합될 수 있다.
자세하게, 상기 제 1 입자(11)는 상기 제 3 입자(13)에 비해 적은 중량%로 혼합될 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 입자(11)는 전체 입자에 대해 약 1 중량% 내지 45 중량% 만큼 포함될 수 있다. 또한, 상기 제 3 입자(13)는 전체 입자에 대해 약 55 중량% 내지 99 중량% 만큼 포함될 수 있다.
상기 제 1 입자(11) 및 상기 제 3 입자(13)의 상기 중량% 비율은 상기 전기영동 입자의 전체 비중 및 광 흡수율을 고려하여 정의된 값으로써, 상기 중량% 비율에서 벗어나는 경우, 입자들의 침강에 따른 이동속도 저하 및 입자의 광 흡수율 저하로 인해 광 차단율이 저하될 수 있다.
이에 따라, 다른 실시예에 따른 광 경로 제어 부재는 광 흡수 입자를 비중 및 광 흡수율에 적절한 비율로 혼합하여 분산시킴으로써, 광 흡수 입자의 분산 안전성 및 향상된 광 흡수율을 구현할 수 있다.
한편, 상기 광 흡수 입자는 카본 블랙 및 금속 산화물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 금속 산화물은 이산화티탄(TiO2), 산화철(Fe2O3), 산화지르코튬(ZrO2), 산화인듐(In2O3), 산화주석(SnO2) 및 산화알루미늄(Al2O3) 중 적어도 하나의 금속 산화물을 포함할 수 있다.
즉, 상기 제 1 입자(11) 및 상기 제 3 입자(13)는 모두 카본 블랙을 포함할 수 있다. 또는, 상기 제 1 입자(11) 및 상기 제 3 입자(13)는 모두 금속 산화물을 포함할 수 있다. 또는, 상기 제 1 입자(11)는 카본 블랙을 포함하고, 상기 제 3 입자(13)는 금속 산화물을 포함할 수 있다. 또는, 상기 제 1 입자(11)는 금속 산화물을 포함하고, 상기 제 3 입자(13)는 카본 블랙을 포함할 수 있다.
도 19를 참조하면, 다른 실시예에 따른 광 경로 제어 부재의 광 흡수 입자는 형상 및/또는 종류가 서로 다른 제 1 입자(11), 제 2 입자(12) 및 제 3 입자(13)을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 광 흡수 입자는 구형의 광 흡수 입자를 포함하는 제 1 입자(11), 요크-쉘 구조의 광 흡수 입자를 포함하는 제 2 입자(12) 및 할로우 구조의 광 흡수 입자를 포함하는 제 3 입자(13)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 광 흡수 입자는 카본 블랙을 포함할 수 있고, 상기 광 흡수 입자는 구형의 카본 블랙, 요크-쉘 구조의 카본 블랙 및 할로우 구조의 카본 블랙을 포함할 수 있다.
상기 제 1 입자(11), 상기 제 2 입자(12) 및 상기 제 3 입자(13)는 서로 다른 비중을 가질 수 있다.
예를 들어, 상기 제 1 입자(11)의 비중은 1.8 내지 7.9이고, 상기 제 2 입자(12)의 비중은 0.6 내지 1.5이고, 상기 제 3 입자(13)의 비중은 1.2 내지 1.9일 수 있다.
또한, 상기 제 1 입자(11), 상기 제 2 입자(12) 및 상기 제 3 입자(13)는 서로 다른 중량%로 혼합될 수 있다.
자세하게, 상기 제 1 입자(11)는 상기 제 2 입자(12) 및 상기 제 3 입자(13)에 비해 적은 중량%로 혼합될 수 있다. 또한, 상기 제 3 입자(13)는 상기 제 2 입자(12)에 비해 적은 중량%로 혼합될 수 있다.
자세하게, 상기 제 1 입자(11), 상기 제 2 입자(12) 및 상기 제 3 입자(13)의 중량%비는 1:1.5:2.5 내지 1:2:3일 수 있다.
상기 제 1 입자(11) 및 상기 제 3 입자(13)의 상기 중량% 비는 상기 전기영동 입자의 전체 비중 및 광 흡수율을 고려하여 정의된 값으로서, 상기 중량비를 벗어나는 경우, 입자들의 침강에 따른 이동속도 저하 및 입자의 광 흡수율 저하로 인해 광 차단율이 저하될 수 있다.
이에 따라, 다른 실시예에 따른 광 경로 제어 부재는 광 흡수 입자를 비중 및 광 흡수율에 적절한 비율로 혼합하여 분산시킴으로써, 광 흡수 입자의 분산 안전성 및 향상된 광 흡수율을 구현할 수 있다.
한편, 상기 광 흡수 입자는 카본 블랙 및 금속 산화물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 금속 산화물은 이산화티탄(TiO 2), 산화철(Fe 2O 3), 산화지르코튬(ZrO 2), 산화인듐(In 2O 3), 산화주석(SnO 2) 및 산화알루미늄(Al 2O 3) 중 적어도 하나의 금속 산화물을 포함할 수 있다.
즉, 상기 제 1 입자(11), 상기 제 2 입자(12) 및 상기 제 3 입자(13)는 모두 카본 블랙을 포함할 수 있다. 또는, 상기 제 1 입자(11), 상기 제 2 입자(12) 및 상기 제 3 입자(13)는 모두 금속 산화물을 포함할 수 있다. 또는, 상기 제 1 입자(11)는 카본 블랙을 포함하고, 상기 제 2 입자(12) 및 상기 제 3 입자(13)는 금속 산화물을 포함할 수 있다. 또는, 상기 제 1 입자(11)는 금속 산화물을 포함하고, 상기 제 2 입자(12) 및 상기 제 3 입자(13)는 카본 블랙을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제 1 입자(11) 및 상기 제 2 입자(12)는 카본 블랙을 포함하고, 상기 제 3 입자(13)는 금속 산화물을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제 1 입자(11) 및 상기 제 2 입자(12)는 금속 산화물을 포함하고, 상기 제 3 입자(13)는 카본 블랙을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제 1 입자(11) 및 상기 제 3 입자(13)는 카본 블랙을 포함하고, 상기 제 2 입자(12)는 금속 산화물을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제 1 입자(11) 및 상기 제 3 입자(13)는 금속 산화물을 포함하고, 상기 제 2 입자(13)는 카본 블랙을 포함할 수 있다.
실시예에 따른 광 경로 제어 부재는 수용부에 포함되는 전기영동 입자의 비중을 제어할 수 있다.
즉, 실시예에 따른 수용부는 단독 입자 또는 형상 및 종류가 서로 다른 적어도 2개 이상의 혼합 입자를 사용하여 전기영동 입자와 분산액의 비중 차이를 감소시킬 수 있다.
이에 따라, 전기영동 입자와 분산액의 비중차이에 의해 전기영동 입자가 하부로 침강하여 서로 응집되는 현상을 방지할 수 있다. 또한, 전기영동 입자와 분산액의 비중 차이를 감소시켜, 광 경로 제어 부재에 전압이 인가되었을 때, 전기영동 입자가 분산액 내에서 이동되는 속도를 증가시킬 수 있다. 이에 따라, 실시예에 따른 광 경로 제어 부재는 향상된 구동 특성을 가질 수 있다.
이하, 도 20 내지 도 27을 참조하여, 실시예에 따른 광 경로 제어 부재의 제조방법을 설명한다.
먼저, 도 20을 참조하면, 제 1 기판(110) 및 제 1 전극을 형성하는 전극 물질을 준비한다. 이어서, 상기 제 1 기판(110)의 일면 상에 상기 전극 물질을 코팅 또는 증착 공정에 의해 형성할 수 있다. 자세하게, 상기 전극 물질은 상기 제 1 기판(110)의 전면 상에 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 제 1 기판(110) 상에 면전극으로 형성되는 제 1 전극(210)이 형성될 수 있다.
이어서, 도 21을 참조하면, 상기 제 1 전극(210) 상에 수지 물질을 도포하여 수지층을 형성할 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 전극(210) 상에 우레탄 수지 또는 아크릴 수지를 도포하여 수지층을 형성할 수 있다.
이어서, 몰드를 이용하여, 상기 수지층에 패턴부를 형성할 수 있다. 자세하게, 상기 몰드를 임프린팅하여, 상기 수지층에 홀 또는 홈을 형성하고, 이에 따라 잔류되는 수지층에 의해 격벽부가 형성될 수 있다. 즉, 상기 수지층에 앞서 설명한 격벽부(310)와 수용부(320)가 형성될 수 있다.
이어서, 도 22를 참조하면, 제 2 기판(120) 및 제 2 전극을 형성하는 전극 물질을 준비한다. 이어서, 상기 제 2 기판(120)의 일면 상에 상기 전극 물질을 코팅 또는 증착 공정에 의해 형성할 수 있다. 자세하게, 상기 전극 물질은 상기 제 2 기판(120)의 전면 상에 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 제 2 기판(120) 상에 면전극으로 형성되는 제 2 전극(220)이 형성될 수 있다.
이어서, 도 23을 참조하면, 상기 제 2 전극(220) 상에 접착 물질을 도포하여 접착층(400)을 형성할 수 있다. 상기 접착층(400)은 상기 제 2 전극(220)의 일부 영역 상에 형성될 수 있다.
이어서, 도 24를 참조하면, 앞서 제조한 상기 제 1 기판(110)과 상기 제 2 기판(120)을 접착할 수 있다. 자세하게, 상기 제 2 기판(120) 상의 접착층(400)을 통해 상기 제 1 기판(110)과 상기 제 2 기판(120)을 접착할 수 있다.
이때, 상기 제 1 기판(110)과 상기 제 2 기판(120)은 서로 다른 방향으로 접착될 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 기판(110)과 상기 제 2 기판(120)은 상기 제 1 기판(110)의 장변 방향과 상기 제 2 기판(120)의 단변 방향이 서로 겹쳐지도록 서로 접착될 수 있다.
이어서, 도 25를 참조하면, 상기 제 1 기판(110) 상에 댐부(600)를 형성할 수 있다. 자세하게, 상기 댐부(600)는 상기 제 1 기판(110) 상에 배치되는 상기 수용부(320)의 상부 및 하부 상에 배치될 수 있다. 즉, 상기 댐부(600)는 상기 수용부(320)가 상기 댐부(600)들 사이에 배치되도록 배치될 수 있다.
이어서, 도 26을 참조하면, 상기 수용부(320) 즉, 상기 격벽부(310)들 사이에 광 변환 물질을 주입할 수 있다. 자세하게, 상기 수용부(320) 사이 즉, 격벽부들 사이에 파라핀계 용매 등을 포함하는 전해질 용매에 카본 블랙 등의 광 흡수 입자가 분산된 광 변환 물질을 주입할 수 있다. 이에 따라, 상기 격벽부(310) 사이사이에 앞서 설명한 수용부(320)가 형성될 수 있다.
이어서, 도 21을 참조하면, 상기 수용부(320)의 측면 방향으로 밀봉부(500)를 형성하여, 상기 수용부 내부의 광 변환 물질을 외부로부터 밀봉할 수 있다. 이어서, 상기 제 1 기판(110)을 절단함으로써, 최종적인 광 경로 제어 부재가 형성될 수 있다.
이하. 도 28 내지 도 30을 참조하여, 실시예에 따른 광 경로 제어 부재가 적용되는 표시 장치 및 디스플레이 장치를 설명한다.
도 28을 참조하면, 실시예에 따른 광 경로 제어 부재(1000)는 표시 패널(2000) 상에 배치될 수 있다.
상기 표시 패널(2000)과 상기 광 경로 제어 부재(1000)는 서로 접착하며 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 표시 패널(2000)과 상기 광 경로 제어 부재(1000)는 접착부재(1500)를 통해 서로 접착될 수 있다. 상기 접착부재(1500)는 투명할 수 있다. 예를 들어, 상기 접착부재(1500)는 광학용 투명 접착 물질을 포함하는 접착제 또는 접착층을 포함할 수 있다.
상기 접착부재(1500)는 이형 필름을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 광 경로 부재와 표시 패널을 접착할 때, 이형 필름을 제거한 후, 상기 광 경로 제어 부재 및 상기 표시 패널을 접착할 수 있다,
상기 표시 패널(2000)은 제 1 기판(2100) 및 제 2 기판(2200)을 포함할 수 있다. 상기 표시 패널(2000)이 액정표시패널인 경우, 상기 표시 패널(2000)은 박막트랜지스터(Thin Film Transistor,TFT)와 화소전극을 포함하는 제 1 기판(2100)과 컬러필터층들을 포함하는 제 2 기판(2200)이 액정층을 사이에 두고 합착된 구조로 형성될 수 있다.
또한, 상기 표시 패널(2000)은 박막트랜지스터, 칼라필터 및 블랙전해질이 제 1 기판(2100)에 형성되고, 제 2 기판(2200)이 액정층을 사이에 두고 상기 제 1 기판(2100)과 합착되는 COT(color filter on transistor)구조의 액정표시패널일 수도 있다. 즉, 상기 제 1 기판(2100) 상에 박막 트랜지스터를 형성하고, 상기 박막 트랜지스터 상에 보호막을 형성하고, 상기 보호막 상에 컬러필터층을 형성할 수 있다. 또한, 상기 제 1 기판(2100)에는 상기 박막 트랜지스터와 접촉하는 화소전극을 형성한다. 이때, 개구율을 향상하고 마스크 공정을 단순화하기 위해 블랙전해질을 생략하고, 공통 전극이 블랙전해질의 역할을 겸하도록 형성할 수도 있다.
또한, 상기 표시 패널(2000)이 액정표시패널인 경우, 상기 표시 장치는 상기 표시 패널(2000) 배면에서 광을 제공하는 백라이트 유닛을 더 포함할 수 있다.
또는, 상기 표시 패널(2000)이 유기발광표시패널인 경우, 상기 표시 패널(2000)은 별도의 광원이 필요하지 않은 자발광 소자를 포함할 수 있다. 상기 표시 패널(2000)은 제 1 기판(2100) 상에 박막트랜지스터가 형성되고, 상기 박막트랜지스터와 접촉하는 유기발광소자가 형성될 수 있다. 상기 유기발광소자는 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 형성된 유기발광층을 포함할 수 있다. 또한, 상기 유기발광소자 상에 인캡슐레이션을 위한 봉지 기판 역할을 하는 제 2 기판(2200)을 더 포함할 수 있다.
또한, 도면에는 도시되지 않았지만, 상기 광 경로 제어 부재(1000)와 상기 표시 패널(2000) 사이에는 편광판이 더 배치될 수 있다. 상기 편광판은 선 편광판 또는 외광 반사 방지 편광판 일 수 있다. 예를 들면, 상기 표시 패널(2000)이 액정표시패널인 경우, 상기 편광판은 선 편광판일 수 있다. 또한, 상기 표시 패널(2000) 이 유기발광표시패널인 경우, 상기 편광판은 외광 반사 방지 편광판 일 수 있다.
또한, 상기 광 경로 제어 부재(1000) 상에는 반사 방지층 또는 안티글레어 등의 추가적인 기능층(1300)이 더 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 기능층(1300)은 상기 광 경로 제어 부재의 상기 베이스 기재(100)의 일면과 접착될 수 있다. 도면에는 도시되지 않았지만, 상기 기능층(1300)은 상기 광 경로 제어 부재의 베이스 기재(100)와 접착층을 통해 서로 접착될 수 있다. 또한, 상기 기능층(1300) 상에는 상기 기능층을 보호하는 이형 필름이 더 배치될 수 있다.
또한, 상기 표시 패널과 광 경로 제어 부재 사이에는 터치 패널이 더 배치될 수 있다.
도면상에는 상기 광 경로 제어 부재가 상기 표시 패널의 상부에 배치되는 것에 대해 도시되었으나, 실시예는 이에 제한되지 않고, 상기 광 제어 부재는 광 조절이 가능한 위치 즉, 상기 표시 패널의 하부 또는 상기 표시 패널의 제 2 기판 및 제 1 기판 사이 등 다양한 위치에 배치될 수 있다.
도 29 및 도 30을 참조하면, 실시예에 따른 광 경로 제어 부재는 차량에 적용될 수 있다.
도 29 및 도 30을 참조하면, 실시예에 따른 광 경로 제어 부재는 디스플레이를 표시하는 디스플레이 장치에 적용될 수 있다.
예를 들어, 도 29와 같이 광 경로 제어 부재에 전원이 인가되지 않는 경우에는 상기 수용부가 광 차단부로 기능하여, 디스플레이 장치가 차광 모드로 구동되고, 도 30과 같이 광 경로 제어 부재에 전원이 인가되는 경우, 상기 수용부가 광 투과부로 기능하여, 디스플레이 장치가 공개 모드로 구동될 수 있다.
이에 따라, 사용자가 전원의 인가에 따라 디스플레이 장치를 프라이버시 모드 또는 일반 모드로 용이하게 구동할 수 있다.
또한, 도면에는 도시되지 않았지만. 실시예에 따른 광 경로 제어 부재가 적용되는 디스플레이 장치는 차량의 내부에도 적용될 수 있다.
예를 들어, 실시예에 따른 광 경로 제어 부재를 포함하는 디스플레이 장치는 차량의 정보, 차량의 이동 경로를 확인하는 영상을 표현할 수 있다. 상기 디스플레이 장치는 차량의 운전석 및 조수석 사이에 배치될 수 있다.
또한, 실시예에 따른 광 경로 제어 부재는 차량의 속도, 엔진 및 경고 신호 등을 표시하는 계기판에 적용될 수 있다.
또한, 실시예에 따른 광 경로 제어 부재는 차량의 전면 유리(FG) 또는 좌우 창문 유리에 적용될 수 있다.
상술한 실시예에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예들을 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예들에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부한 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 제 1 기판;
    상기 제 1 기판의 상부에 배치되는 제 1 전극;
    상기 제 1 기판 상에 배치되는 제 2 기판;
    상기 제 2 기판의 하부에 배치되는 제 2 전극; 및
    상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 배치되는 광 변환부를 포함하고,
    상기 광 변환부는 교대로 배치되는 격벽부 및 수용부를 포함하고,
    상기 수용부는 전압의 인가에 따라 광 투과율이 변화되고,
    상기 수용부는 분산액 및 상기 분산액 내에 분산되는 광 변환 입자를 포함하고,
    상기 광 변환 입자는 제 1 입자 및 제 2 입자를 포함하고,
    상기 제 2 입자의 반사율은 상기 제 1 입자의 반사율보다 크고,
    상기 제 2 입자는 내부에 중공이 형성되고,
    상기 제 1 입자의 표면 및 상기 제 2 입자의 표면은 동일한 극성으로 대전되는 광 경로 제어 부재.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 입자는 광을 흡수하고,
    상기 제 2 입자의 반사율은 50% 내지 90%인 광 경로 제어 부재.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 입자는 카본블랙 입자를 포함하고,
    상기 제 2 입자는 금속 산화물 입자를 포함하고,
    상기 금속 산화물은 이산화티탄(TiO 2), 산화지르코늄(ZrO 2), 산화인듐(In2O 3), 산화주석(SnO 2) 및 산화알루미늄(Al 2O 3) 중 적어도 하나를 포함하는 광 경로 제어 부재.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 입자는 전체 입자에 대해 1 중량% 내지 5 중량% 만큼 포함되는 광 경로 제어 부재.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 입자 및 상기 제 2 입자의 입경은 500㎚ 내지 700㎚인 광 경로 제어 부재.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 입자의 비중은 상기 제 1 입자의 비중에 대해 1.2배 내지 1.6배의 크기를 가지는 광 경로 제어 부재.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 광 변환 입자는 상기 제 1 입자 및 상기 제 2 입자보다 비중이 큰 제 3 입자를 더 포함하고,
    상기 제 2 입자 및 상기 제 3 입자는 금속 산화물 입자를 포함하고,
    상기 금속 산화물은 이산화티탄(TiO 2), 산화지르코늄(ZrO 2), 산화인듐(In 2O 3), 산화주석(SnO 2) 및 산화알루미늄(Al 2O 3) 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 제 2 입자 및 상기 제 3 입자에 대한 합은 전체 입자에 대해 1 중량% 내지 5 중량% 만큼 포함되는 광 경로 제어 부재.
  8. 표시 패널; 및
    상기 표시 패널 상에 배치되는 광 경로 제어 부재를 포함하고,
    상기 광 경로 제어 부재는,
    제 1 기판;
    상기 제 1 기판의 상부에 배치되는 제 1 전극;
    상기 제 1 기판 상에 배치되는 제 2 기판;
    상기 제 2 기판의 하부에 배치되는 제 2 전극;
    상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 배치되는 광 변환부를 포함하고,
    상기 광 변환부는 교대로 배치되는 격벽부 및 수용부를 포함하고,
    상기 수용부는 전압의 인가에 따라 광 투과율이 변화되고,
    상기 수용부는 분산액 및 상기 분산액 내에 분산되는 광 변환 입자를 포함하고,
    상기 광 변환 입자는 제 1 입자 및 제 2 입자를 포함하고,
    상기 제 2 입자의 반사율은 상기 제 1 입자의 반사율보다 크고,
    상기 제 2 입자는 내부에 중공이 형성되고,
    상기 제 1 입자의 표면 및 상기 제 2 입자의 표면은 동일한 극성으로 대전되는 디스플레이 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 제 1 입자는 카본블랙 입자를 포함하고,
    상기 제 2 입자는 이산화티탄(TiO 2), 산화지르코늄(ZrO 2), 산화인듐(In 2O 3), 산화주석(SnO 2) 및 산화알루미늄(Al 2O 3) 중 적어도 하나의 금속 산화물을 포함하고,
    상기 제 2 입자는 전체 입자에 대해 1 중량% 내지 5 중량% 만큼 포함되는 디스플레이 장치.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 광 변환 입자는 상기 제 1 입자 및 상기 제 2 입자보다 비중이 큰 제 3 입자를 더 포함하는
    상기 제 1 입자는 카본블랙 입자를 포함하고,
    상기 제 2 입자 및 상기 제 3 입자는 이산화티탄(TiO 2), 산화지르코늄(ZrO 2), 산화인듐(In 2O 3), 산화주석(SnO 2) 및 산화알루미늄(Al 2O 3) 중 적어도 하나의 금속 산화물을 포함하고,
    상기 제 2 입자 및 상기 제 3 입자에 대한 합은 전체 입자에 대해 1 중량% 내지 5 중량% 만큼 포함되는 디스플레이 장치.
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