WO2021230510A1 - 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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WO2021230510A1
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substrate
electrode
light
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path control
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PCT/KR2021/004842
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손문영
김병숙
노진미
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엘지이노텍 주식회사
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    • G02F2201/00—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
    • G02F2201/44—Arrangements combining different electro-active layers, e.g. electrochromic, liquid crystal or electroluminescent layers

Definitions

  • the embodiment relates to a light path control member and a display device including the same.
  • the light-shielding film blocks the transmission of light from the light source. It is attached to the front of the display panel, which is a display device used for mobile phones, laptops, tablet PCs, vehicle navigation, and vehicle touch, and the angle of incidence of light when the display transmits the screen. Accordingly, it is used for the purpose of expressing clear image quality at the required viewing angle by adjusting the viewing angle of the light.
  • the light-shielding film is used for windows of vehicles or buildings to partially shield external light to prevent glare or to prevent the inside from being seen from the outside.
  • the light blocking film may be a light path control member that controls a movement path of light to block light in a specific direction and transmit light in a specific direction. Accordingly, it is possible to control the viewing angle of the user by controlling the transmission angle of light by the light-shielding film.
  • 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.
  • Such a switchable light blocking film may be implemented by filling the inside of the pattern part with particles that can move according to the application of voltage and a dispersion liquid dispersing them, and the pattern part is changed into a light transmitting part and a light blocking part by dispersion and aggregation of the particles.
  • the lower the height of the barrier rib used to prevent overflow of the filler the better the driving speed, but there was a problem in that the shielding performance was deteriorated.
  • the barrier rib pattern is formed, the front transmittance can be increased, but it is difficult to implement and the driving speed is lowered.
  • the embodiment relates to an optical path control member with improved driving speed. Further, the embodiment may provide a light path control member with improved optical properties.
  • An optical path control member includes: a first substrate; a first electrode disposed on the first substrate; a light conversion unit disposed on the first electrode; a second substrate disposed on the first substrate; a second electrode disposed under the second substrate; and an adhesive layer disposed between the light conversion unit and the second electrode, wherein the light conversion unit comprises a barrier rib portion and a receiving unit alternately disposed, the receiving unit includes a dispersion liquid and light conversion particles, and the receiving unit includes: The light transmittance is changed according to the application of a voltage, and the dispersion includes a solvent having a dielectric constant ( ⁇ ) of 10 or less.
  • a display device includes a display panel; and a light path control member disposed on the display panel, wherein the light path control member includes: a first substrate; a first electrode disposed on the first substrate; a light conversion unit disposed on the first electrode; a second substrate disposed on the first substrate; a second electrode disposed under the second substrate; and an adhesive layer disposed between the light conversion unit and the second electrode, wherein the light conversion unit includes a barrier rib portion and a receiving unit alternately disposed, the receiving unit includes a dispersion liquid and light conversion particles, and the receiving unit The light transmittance is changed according to the application of voltage, and the dispersion includes a solvent having a dielectric constant ( ⁇ ) of 10 or less.
  • ⁇ dielectric constant
  • the driving speed measured by the 85% arrival time may be less than 6 seconds.
  • the embodiment may include a solvent having a dielectric constant ⁇ of 10 or less as a dispersion, thereby improving driving speed and securing chemical resistance and side shielding rate.
  • the driving speed, optical characteristics, and durability of the light path control member and the display device including the same may be improved.
  • FIG 1 and 2 are views illustrating a perspective view of a light path control member according to an embodiment.
  • FIG 3 and 4 are perspective views of a first substrate, a first electrode, a second substrate, and a second electrode of a light path control member according to an embodiment, respectively.
  • FIG. 5 is a view showing a cross-sectional view taken along region A-A' of FIG. 1 .
  • 6 to 9 are views illustrating cross-sectional views taken along area A-A' of FIG. 1 for explaining various shapes of accommodation portions in the light path control member according to the embodiment.
  • FIG. 10 is a photograph of a light path control member according to a comparative example.
  • FIG. 11 is a photograph of a light path control member according to a comparative example and an embodiment.
  • 12 to 18 are views for explaining a method of manufacturing a light path control member according to an embodiment.
  • 19 and 20 are cross-sectional views illustrating a display device to which a light path control member according to an exemplary embodiment is applied.
  • 21 to 23 are diagrams for explaining an embodiment of a display device to which a light path control member according to an embodiment is applied.
  • the terms used in the embodiments of the present invention are for describing the embodiments and are not intended to limit the present invention.
  • the singular form may also include the plural form unless otherwise specified in the phrase, and when it is described as "at least one (or one or more) of A and (and) B, C", it is combined with A, B, and C It may contain one or more of all possible combinations.
  • a component when it is described that a component is 'connected', 'coupled' or 'connected' to another component, the component is not only directly connected, coupled or connected to the other component, but also with the component It may also include a case of 'connected', 'coupled' or 'connected' due to another element between the other elements.
  • top (above) or bottom (below) is one as well as when two components are in direct contact with each other. Also includes a case in which another component as described above is formed or disposed between two components.
  • optical path control member relates to a switchable optical path control member that drives in various modes according to electrophoretic particles moving by application of a voltage.
  • the light 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. (300) may be included.
  • 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.
  • the flexible polymer film is polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate (Polycabonate, PC), acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS), polymethyl methacrylic Polymethyl Methacrylate (PMMA), Polyethylene Naphthalate (PEN), Polyether Sulfone (PES), Cyclic Olefin Copolymer (COC), TAC (Triacetylcellulose) film, Polyvinyl alcohol ( Polyvinyl alcohol, PVA) film, polyimide (Polyimide, PI) film, may be made of any one of polystyrene (Polystyrene, PS), this is only one example, but is not necessarily limited thereto.
  • 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 flexible, curved, or bent characteristics. For this reason, the light path control member according to the embodiment may be changed into various designs.
  • the first substrate 110 may extend in a first direction 1A, a second direction 2A, and a third direction 3A.
  • the first substrate 110 extends in a first direction 1A corresponding to the length or width direction of the first substrate 110 and in a direction different from the first direction 1A, and the first substrate 110 .
  • a second direction 2A corresponding to the length or width direction of 110 , and a direction different from the first direction 1A and the second direction 2A, the thickness direction of the first substrate 110 .
  • a third direction 3A corresponding to .
  • the first direction 1A may be defined as a longitudinal direction of the first substrate 110
  • the second direction 2A may be a first substrate ( 2A) perpendicular to the first direction 1A.
  • the third direction 3A may be defined as a thickness direction of the first substrate 110
  • the first direction 1A may be defined as a width direction of the first substrate 110
  • the second direction 2A may be perpendicular to the first direction 1A of the first substrate 110 .
  • the third direction 3A may be defined as a thickness direction of the first substrate 110 .
  • the first direction 1A is the longitudinal direction of the first substrate 110
  • the second direction 2A is the width direction of the first substrate 110
  • the second direction 1A is the width direction of the first substrate 110 .
  • the three directions 3A will be described as the thickness direction of the first substrate 110 .
  • 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 a conductive material having a light transmittance of about 80% or more.
  • the first electrode 210 may include indium tin oxide, indium zinc oxide, copper oxide, tin oxide, zinc oxide, It may include a metal oxide such as titanium oxide.
  • the first electrode 210 may have a thickness of about 0.1 ⁇ m to about 0.5 ⁇ m.
  • the first electrode 210 may include various metals to realize low resistance.
  • the first electrode 210 may include chromium (Cr), nickel (Ni), copper (Cu), aluminum (Al), silver (Ag), molybdenum (Mo), gold (Au), titanium ( Ti) and at least one metal among alloys thereof.
  • the first electrode 210 may be disposed on the entire surface of one 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 such as a mesh or stripe shape.
  • 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
  • the first electrode is not visually recognized from the outside, so that visibility may be improved.
  • the light transmittance is increased by the openings, so that 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 or similar material to the first substrate 110 described above.
  • the second substrate 120 may include glass, plastic, or a flexible polymer film.
  • the flexible polymer film is polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate (Polycabonate, PC), acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS), polymethylmethacryl Polymethyl Methacrylate (PMMA), Polyethylene Naphthalate (PEN), Polyether Sulfone (PES), Cyclic Olefin Copolymer (COC), TAC (Triacetylcellulose) film, Polyvinyl alcohol ( Polyvinyl alcohol, PVA) film, polyimide (Polyimide, PI) film, may be made of any one of polystyrene (Polystyrene, PS), this is only one example, but is not necessarily limited thereto.
  • the second substrate 120 may be a flexible substrate having a flexible characteristic.
  • 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 flexible, curved, or bent characteristics. For this reason, the light path control member according to the embodiment may be changed into various designs.
  • the second substrate 120 may also extend in the first direction 1A, the second direction 2A, and the third direction 3A in the same manner as the first substrate 110 described above.
  • the second substrate 120 extends in a first direction 1A corresponding to the length or width direction of the second substrate 120 and in a direction different from the first direction 1A, and the second substrate A second direction 2A corresponding to the length or width direction of 120 , and a direction different from the first direction 1A and the second direction 2A, the thickness direction of the second substrate 120 . and a third direction 3A corresponding to .
  • first direction 1A may be defined as a longitudinal direction of the second substrate 120
  • second direction 2A may be a second substrate ( 2A) perpendicular to the first direction 1A
  • 120 may be defined in a width direction
  • third direction 3A may be defined as a thickness direction of the second substrate 120 .
  • the first direction 1A may be defined as a width direction of the second substrate 120
  • the second direction 2A may be a second substrate 120 perpendicular to the first direction 1A.
  • the third direction 3A may be defined as a thickness direction of the second substrate 120 .
  • the first direction 1A is the longitudinal direction of the second substrate 120
  • the second direction 2A is the width direction of the second substrate 120
  • the second direction 1A is the width direction of the second substrate 120 .
  • the three directions 3A will be described as the thickness direction of the second substrate 120 .
  • 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 where the second substrate 120 and the first substrate 110 face each other. That is, the second electrode 220 may be disposed to face 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 the same or similar material to the first electrode 210 described above.
  • the second electrode 220 may include a transparent conductive material.
  • the second electrode 220 may include a conductive material having a light transmittance of about 80% or more.
  • the second electrode 220 may include indium tin oxide, indium zinc oxide, copper oxide, tin oxide, zinc oxide, It may include a metal oxide such as titanium oxide.
  • the second electrode 220 may have a thickness of about 0.1 ⁇ m to about 0.5 ⁇ m.
  • the second electrode 220 may include various metals to realize low resistance.
  • the second electrode 220 may be chromium (Cr), nickel (Ni), copper (Cu), aluminum (Al), silver (Ag), or molybdenum (Mo). At least one of gold (Au), titanium (Ti), and alloys thereof may be included.
  • the second electrode 220 may be disposed on the entire surface of one 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 uniform pattern such as a mesh or stripe shape.
  • 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
  • the second electrode is not visually recognized from the outside, so that visibility may be improved.
  • the light transmittance is increased by the openings, so that the luminance of the light path control member according to the embodiment may be improved.
  • the first substrate 110 and the second substrate 120 may have sizes corresponding to each other.
  • the first substrate 110 and the second substrate 120 may have the same or similar size to each other.
  • first length extending in the first direction 1A of the first substrate 110 is the same as the second length L2 extending in the first direction 1A of the second substrate 120 or They may have similar sizes.
  • the first length and the second length may have a size of 300 mm to 400 mm.
  • first width extending in the second direction 2A of the first substrate 110 may have the same or similar size as the second width extending in the second direction of the second substrate 120 . .
  • the first width and the second width may have a size of 150 mm to 200 mm.
  • first thickness extending in the third direction 3A of the first substrate 110 may be the same as or similar to the second thickness extending in the third direction of the second substrate 120 . .
  • the first thickness and the second thickness may have a size of 30 ⁇ m to 200 ⁇ m.
  • the first substrate 110 and the second substrate 120 may be alternately disposed.
  • first substrate 110 and the second substrate 120 may be disposed at positions crossing each other in the first direction 1A.
  • first substrate 110 and the second substrate 120 may be disposed so that the side surfaces of the substrates are staggered from each other.
  • the first substrate 110 may be disposed to protrude in one direction of the first direction 1A, and the second substrate 120 may protrude in the other direction of the first direction 1A. can be placed.
  • the first substrate 110 may include a first protrusion protruding in one direction in the first direction 1A, and the second substrate 110 protruding in the other direction in the first direction 1A. It may include a second protrusion.
  • the region where the first electrode 210 is exposed on the first substrate 110 and the second electrode 220 are exposed under the second substrate 120 . It may include an area to be
  • the first electrode 210 disposed on the first substrate 110 is exposed at the first protrusion
  • the second electrode 220 disposed under the second substrate 120 is the The second protrusion may be exposed.
  • the first electrode 210 and the second electrode 220 exposed from the protrusions may be connected to an external printed circuit board through a pad part, which will be described below.
  • the first substrate 110 and the second substrate 120 may be disposed at positions corresponding to each other.
  • the first substrate 110 and the second substrate 120 may be arranged so that respective side surfaces correspond to each other.
  • the first substrate 110 may be disposed to protrude in one direction of the first direction 1A
  • the second substrate 120 may also be disposed in one direction of the first direction 1A, that is, the It may be disposed to protrude in the same direction as that of the first substrate 110 .
  • the first substrate 110 may include a first protrusion that protrudes in one direction in the first direction 1A, and the second substrate also protrudes in one direction in the first direction 1A. It may include a second protrusion.
  • first protrusion and the second protrusion may protrude in the same direction.
  • the region where the first electrode 210 is exposed on the first substrate 110 and the second electrode 220 are exposed under the second substrate 120 . It may include an area to be
  • the first electrode 210 disposed on the first substrate 110 is exposed at the first protrusion
  • the second electrode 220 disposed under the second substrate 120 is the The second protrusion may be exposed.
  • the first electrode 210 and the second electrode 220 exposed from the protrusions may be connected to an external printed circuit board through a connection part to be described below.
  • the light conversion unit 300 may be disposed between the first substrate 110 and the second substrate 120 .
  • the light conversion unit 300 may be disposed between the first electrode 210 and the second electrode 220 .
  • An adhesive layer or a buffer layer may be disposed between the light conversion unit 300 and the first substrate 110 or between at least one of the light conversion unit 300 and the second substrate 120 , and the adhesive layer and/or the first substrate 110 , the second substrate 120 , and the light conversion unit 300 may be adhered to each other by a buffer layer.
  • the light conversion unit 300 may include a plurality of barrier ribs and a receiving unit. Light conversion particles that move according to the application of voltage may be disposed in the accommodating part, and light transmission characteristics of the light path control member may be changed by the light conversion particles.
  • the size of the light conversion unit 300 may be smaller than the size of at least one of the first substrate 110 and the second substrate 120 .
  • the length of the light conversion unit 300 in the first direction may be smaller than the length of at least one of the first substrate 110 and the second substrate 120 in the first direction.
  • the width of the light conversion unit 300 in the second direction may be the same as or smaller than the width of at least one of the first substrate 110 and the second substrate 120 in the second direction.
  • At least one end of both ends of the first substrate 110 and the second substrate 120 in the first direction is disposed outside the both ends of the light conversion unit 300 in the first direction.
  • the sealing portion (not shown in the drawing) can be easily disposed, and the adhesive properties of the sealing portion can be improved.
  • the light path control member may include a light change material.
  • the light converting material 320' may be an EPD ink.
  • the light conversion unit 300 may be used.
  • the light conversion unit 300 may include a receiving unit 320 for accommodating the light conversion material 320 ′ and a barrier rib portion 310 for preventing the light conversion material 320 ′ from overflowing.
  • the light conversion unit 300 may be formed of a photo-curable resin.
  • the light conversion unit 300 may be formed by imprinting a photocurable resin. That is, the partition wall part 310 and the accommodating part 320 may be formed of a photo-curable resin.
  • the partition wall part 310 may include a resin material.
  • the barrier rib part 310 may include a photo-curable resin material.
  • the partition wall part 310 may include a urethane resin or the like.
  • the photo-curable resin may include urethane acrylate, an acrylate monomer, isobornyl acrylate, an additive, a photoinitiator, and acryloylmorpholine.
  • the photoinitiator may include 1-Hydroxycyclohexyl Phenylmethanone.
  • the photo-curable resin may include an oligomer, a monomer, a photopolymerization initiator, and an additive.
  • the photocurable resin may constitute a light conversion part by the reaction of the polymer-type prepolymer with the polyfunctional monomer serving as the diluent and the photopolymerization initiator.
  • the additive may be various substances added to improve the driving speed of the device.
  • the additive may be a material that can increase the driving speed of the EPD ink by being applied to the photo-curable resin.
  • the additive may refer to various materials for improving the releasability or electrical properties of the photo-curable resin.
  • the additive may refer to a variety of materials including release additives and/or antistatic agents.
  • the light conversion unit 300 may include a partition wall unit 310 and a receiving unit 320 .
  • the partition wall part 310 may be defined as a partition wall area dividing the accommodation part. That is, the barrier rib portion 310 may transmit light as a barrier rib region partitioning a plurality of accommodation units.
  • the accommodating 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 part 310 and the accommodating part 320 may be alternately disposed with each other.
  • the partition wall part 310 and the accommodating part 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 part 310 and the accommodating part 320 may be alternately disposed with each other.
  • the partition wall part 310 and the accommodating part 320 may be alternately disposed with each other. That is, each of the partition wall portions 310 may be disposed between the accommodating portions 320 adjacent to each other, and each of the accommodating portions 320 may be disposed between the adjacent partition wall portions 310 .
  • the partition wall part 310 may include a transparent material.
  • the barrier rib part 310 may include a material capable of transmitting light.
  • the barrier rib part 310 may transmit light incident on one of the first substrate 110 and the second substrate 120 in the direction of the other substrate.
  • the barrier rib part 310 may transmit the light, and the transmitted light may move in the direction of the first substrate 110 .
  • the accommodating part 320 may include a dispersion 320a and light conversion particles 320b. Specifically, the accommodating part 320 is filled by injecting the dispersion 320a into the dispersion 320a. A plurality of light conversion particles 320b may be dispersed.
  • the dispersion liquid 320a may be a material for dispersing the light conversion particles 320b.
  • the dispersion 320a may include a transparent material.
  • the dispersion 320a may include a material capable of transmitting light.
  • the light conversion particles 320b may be dispersed in the dispersion 320a.
  • the plurality of light conversion particles 320b may be disposed to be spaced apart from each other in the dispersion 320a.
  • the light conversion particles 320b may include a material capable of absorbing light. That is, the light conversion particles 320b) may be light absorbing particles, and the light conversion particles 320b may have a color.
  • the light conversion particles 320b may have a black-based color.
  • the light conversion particles 320b may include carbon black particles.
  • the light conversion particle 320b may have a polarity due to its surface being charged.
  • the surface of the light conversion particle 320b may be negatively charged. Accordingly, according to the application of the voltage, the light conversion particles 320b may move in the direction of the first electrode 210 or the second electrode 220 .
  • the light transmittance of the receiving part 320 may be changed by the light conversion particles 320b.
  • the accommodating part 320 may be changed into a light blocking part and a light transmitting part by changing the light transmittance by the light conversion particles 320b. That is, the accommodating part 320 may change the transmittance of the light passing through the accommodating part 320 by dispersion and aggregation of the light conversion particles 320b disposed therein in the dispersion 320a.
  • the optical path control member 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 . can be changed
  • the accommodating part 320 in the first mode, may be a light blocking part, and light at a specific angle may be blocked by the accommodating part 320 . That is, the viewing angle of the user viewing from the outside is narrowed, so that the light path control member may be driven in the privacy mode.
  • the accommodating part 320 in the second mode, becomes a light transmitting part, and in the light path controlling member according to the embodiment, the partition wall 310 and the accommodating part 320 are separated from each other. All light can be transmitted. That is, the viewing angle of the user viewing from the outside is widened, so that the light path control member may be driven in the open mode.
  • the conversion from the first mode to the second mode is implemented by the movement of the light conversion particles 320b of the accommodating part 320 .
  • the light conversion particle 320b has a charge on its surface, and may move in the direction of the first electrode or the second electrode according to the application of a voltage according to the characteristics of the charge. That is, the light conversion particle 320b may be an electrophoretic particle.
  • the accommodating part 320 may be electrically connected to the first electrode 210 and the second electrode 220 .
  • the light conversion particles 10 of the accommodating part 320 are uniformly dispersed in the dispersion 320a, and accordingly, the accommodating part 320 .
  • light may be blocked by the light conversion particles 320b.
  • the receiving unit 320 may be driven as a light blocking unit.
  • the light conversion particles 320b may move.
  • the light conversion particle 320b may be moved toward one end or the other end of the receiving unit 320 by a voltage transmitted through the first electrode 210 and the second electrode 220 .
  • the light conversion particles 10 may move in the direction of the first electrode 210 or the second electrode 220 .
  • the negatively charged light conversion particles 320b may move toward the positive electrode of the first electrode 210 and the second electrode 220 using the dispersion 320a as a medium.
  • the light conversion particle 10 is the first electrode in the dispersion 320a. It may move in the (210) direction, that is, the light conversion particles 320b may be moved in one direction, and the receiving unit 320 may be driven as a light transmitting unit.
  • the accommodating part 320 may be driven as a light blocking part.
  • the light path control member according to the embodiment may be driven in two modes according to the user's surrounding environment. That is, when the user wants to transmit light only at a specific viewing angle, the receiving unit is driven as a light blocking unit, or in an environment where the user requires a wide viewing angle and high luminance, voltage is applied to drive the receiving unit as a light transmitting unit. have.
  • the light path control member according to the embodiment can be implemented in two modes according to the user's request, the light path control member can be applied regardless of the user's environment.
  • the accommodating part may be arranged in a different shape in consideration of driving characteristics and the like.
  • both ends of the receiving part 320 may be disposed in contact with the buffer layer 410 and the adhesive layer 420 differently from FIG. 5 .
  • a lower portion of the receiving portion 320 may be disposed in contact with the buffer layer 410 , and an upper portion of the receiving portion 320 may be disposed in contact with the adhesive layer 420 .
  • the distance between the accommodating part 320 and the first electrode 210 may be reduced, so that the voltage applied from the first electrode 210 may be smoothly transmitted to the accommodating part 320 .
  • the moving speed of the light conversion particle 320b inside the receiving part 320 may be improved, and thus the driving characteristics of the light path control member may be improved.
  • the receiving part 320 may be disposed while having a constant inclination angle ⁇ .
  • the receiving part 320 may be disposed while having an inclination angle ⁇ of greater than 0° to less than 90° with respect to the first substrate 110 .
  • the accommodating part 320 may extend upwardly while having an inclination angle ⁇ of greater than 0° to less than 90° with respect to one surface of the first substrate 110 .
  • moire caused by the overlapping phenomenon between the pattern of the display panel and the receiving unit 320 of the light path control member may be alleviated, thereby improving user visibility.
  • the height of the barrier rib may be lowered, but there is a problem in that the shielding performance is deteriorated.
  • the content of the light conversion particles 320b may be lowered, but there is a problem in that the shielding performance is deteriorated.
  • the dielectric constant ( ⁇ ) of the solvent is increased, the electron mobility ( ⁇ ) is increased, so that the driving speed can be improved.
  • FIG. 10 is a photograph showing changes in the outer shape of an optical path control member manufactured using a polar solvent having a high dielectric constant with time.
  • the driving speed can be increased by using a solvent having a high dielectric constant as a dispersion, but it can be confirmed that there is a trade-off relationship between the problem of chemical resistance with surrounding materials and the decrease of the side shielding rate.
  • the dispersion 320a of the first embodiment may include a solvent having a dielectric constant ⁇ of 10 or less.
  • the dispersion 320a may include a solvent having a dielectric constant ⁇ of 5 or less.
  • the dispersion liquid 320a may include a solvent having a dielectric constant ⁇ of 3 or less.
  • the dispersion 320a may include a solvent having a dielectric constant ⁇ greater than 2.1 and less than or equal to 3
  • the high dielectric solvent may mean a solvent having a dielectric constant ( ⁇ ) of 10 or less.
  • the high dielectric solvent may mean a solvent having a dielectric constant ( ⁇ ) of 5 or less.
  • the high-k solvent may mean a solvent having a dielectric constant ( ⁇ ) of 3 or less.
  • a polar solvent may be used alone in order to adjust the dielectric constant of the dispersion 320a to an appropriate level.
  • the polar solvent may mean a solvent having a dielectric constant of 10 or less.
  • the polar solvent is di(propylene glycol) butyl ether, and a mixture of isomers thereof, ⁇ -Butyrolactone, MS5000, dimethyl 2-methylpentanedioate, oil such as liquid crystal It may refer to a solvent having a dielectric constant of 10 or less of the base.
  • a polar solvent may be mixed with a low-k solvent to adjust the dielectric constant of the dispersion 320a to an appropriate level.
  • various methods including hand shaking, stirring (stirring) using a magnetic bar, vortexing, ball milling, and the like may be used.
  • the dispersion 320a may include one or more solvents.
  • the dispersion 320a may include a polar solvent.
  • the polar solvent may mean a solvent having a dielectric constant of 10 or less.
  • the dispersion 320a may include a non-polar solvent.
  • the dispersion 320a may include a hydrocarbon fluid.
  • it may include Isopar M.
  • the dispersion 320a may include a mixture of solvents having different dielectric constants.
  • a solvent in which Isopar M and propylene glycol phenyl ether are mixed may be used as the dispersion 320a.
  • the dispersion 320a may be a mixture of Isopar M and 1-heptanol.
  • the dispersion liquid 320a may be a solvent in which Isopar M and liquid crystal are mixed.
  • the dispersion of the embodiment is not limited thereto and may include mixed solutions of various combinations.
  • the dispersion When the dielectric constant ( ⁇ ) of the dispersion is greater than 10, the dispersion may react with the resin layer or adhesive layer constituting the light conversion unit. In addition, when the dielectric constant ( ⁇ ) of the dispersion is greater than 10, due to the high polarity of the solvent, a phenomenon of agglomeration of particles may appear.
  • the driving speed may be slow.
  • the dispersion contains a solvent having a dielectric constant ( ⁇ ) of 10 or less, it was confirmed that the share mode and privacy mode were quickly switched and there was no change in appearance.
  • Example 2 Example 3
  • Example 4 Comparative Example 1 Comparative Example 2 permittivity 3.0 3.8 3.8 10.0 2.1 11.1 privacy side luminance 3.6% 3.6% 3.7% 3.8% 3.4% 3.8% 85% Reach Time 4.6sec 4.5sec 4.5sex 4.4sec 7.3sec 4.4sec change in appearance does not exist does not exist does not exist does not exist has exist
  • Examples 1, 2, and 4 are obtained by mixing MS 5000, a high-k solvent, with a low-k solvent.
  • the low-k solvent and the high-k solvent MS 5000 were mixed through vortexing.
  • Example 3 is a mixture of liquid crystal, which is a high-k solvent, with a low-k solvent.
  • liquid crystal, which is a high-k solvent was mixed with a low-k solvent through vortexing.
  • the time to reach 85% may mean the time it takes to reach (maximum luminance - minimum luminance)*0.85.
  • the driving speed measured by the 85% arrival time is less than 6 seconds in the Example.
  • the driving speed measured by the 85% reaching time is less than 5 seconds.
  • the speed of transport of the light path control member and the display device including the same is fast as a result of the increase in the dielectric constant of the solvent.
  • an electrode material for forming the first substrate 110 and the first electrode is prepared.
  • the first electrode may be formed by coating or depositing the electrode material on one surface of the first substrate.
  • the electrode material may be formed on the entire surface of the first substrate 110 .
  • the first electrode 210 formed as a surface electrode may be formed on the first substrate 110 .
  • a resin layer 350 may be formed by coating a resin material on the first electrode 210 .
  • the resin layer 350 may be formed by applying a urethane resin or an acrylic resin on the first electrode 210 .
  • a buffer layer 410 may be additionally disposed on the first electrode 210 before disposing the resin layer 350 .
  • the resin layer It is possible to improve the adhesion of (350).
  • the buffer layer 410 includes a lipophilic group such as -CH- and an alkyl group having good adhesion to the electrode and a hydrophilic group such as -NH, -OH, -COOH, etc., having good adhesion to the resin layer 410 It may contain organic matter.
  • the resin layer 350 may be disposed on a partial region of the first substrate 110 . That is, the resin layer 350 may be disposed in a smaller area than the first substrate 110 . Accordingly, a region in which the resin layer 350 is not disposed on the first substrate 110 and the first electrode 210 is exposed may be formed. Also, when the buffer layer 410 is disposed on the first electrode 210 , a region to which the buffer layer 410 is exposed may be formed.
  • the size of the third length extending in the first direction of the resin layer 350 may be less than the size of the first length extending in the first direction of the first substrate 110
  • the size of the third width extending in the second direction may be less than or equal to the size of the first width extending in the second direction of the first substrate 110 .
  • the length of the resin layer 350 may be smaller than the length of the first substrate 110 , and the width of the resin layer 350 may be equal to or smaller than the width of the first substrate 110 .
  • the resin layer 350 may be patterned to form a plurality of partition wall portions 310 and a plurality of accommodation portions 320 on the resin layer 350 .
  • an intaglio portion may be formed in the resin layer 350 to form the intaglio-shaped accommodation portion 320 and the embossed partition wall portion 310 between the intaglio portions.
  • the light conversion part 300 including the partition wall part 310 and the accommodating part 320 may be formed on the first substrate 110 .
  • the first electrode 210 may be exposed in a region where the first substrate 110 protrudes.
  • electrode materials for forming the second substrate 120 and the second electrode are prepared.
  • the second electrode may be formed by coating or depositing the electrode material on one surface of the second substrate.
  • the electrode material may be formed on the entire surface of the second substrate 120 .
  • the second electrode 220 formed as a surface electrode may be formed on the second substrate 120 .
  • the second substrate 120 may be smaller than the size of the first substrate 110 . In addition, the second substrate 120 may be smaller than the size of the resin layer 350 .
  • the size of the second length extending in the first direction of the second substrate 120 is greater than the third length extending in the first direction of the resin layer 350 , and the second length of the second substrate 120 is The size of the second width extending in the second direction may be smaller than the size of the third width extending in the second direction of the resin layer 350 .
  • an adhesive layer 420 may be formed by coating an adhesive material on the second electrode 220 .
  • a light-transmitting adhesive layer capable of transmitting light may be formed on the second electrode 220 .
  • the adhesive layer 420 may include an optically transparent adhesive layer (OCA).
  • the adhesive layer 420 may be disposed on a partial region of the light conversion unit 300 . That is, the adhesive layer 420 may be disposed in a smaller area than the light conversion unit 300 . Accordingly, the adhesive layer 410 is not disposed on the light conversion unit 300 , and thus a region to which the light conversion unit 300 is exposed may be formed.
  • the size of the fourth length extending in the first direction of the adhesive layer 420 is greater than the size of the third length extending in the first direction of the light conversion part 300 , and the size of the third length extending in the first direction of the adhesive layer 420 is larger than the size of the second length of the adhesive layer 420 .
  • the size of the fourth width extending to may be smaller than the size of the third width extending in the second direction of the light conversion unit 300 .
  • the first substrate 110 and the second substrate 120 may be adhered.
  • the second substrate 120 is disposed on the light conversion unit 300 , and the second substrate 120 and the second substrate 120 and the adhesive layer 420 are disposed under the second substrate 120 through the adhesive layer 420 .
  • the light conversion unit 300 may be adhered.
  • the first substrate 110 , the light conversion unit 300 , and the second substrate 120 are the first substrate 110 , the light conversion unit 300 , and the second substrate 120 . may be sequentially stacked in the thickness direction of
  • the light conversion unit 300 since the second substrate 120 is disposed smaller than the size of the resin layer 350 , the light conversion unit 300 includes a plurality of partition wall portions 310 in an area where the second substrate 120 is not disposed. ) and the accommodating part 320 may be exposed.
  • the resin layer 350 since the size of the second width extending in the second direction of the second substrate 120 is smaller than the size of the third width extending in the second direction of the resin layer 350 , the resin layer 350 .
  • a plurality of partition walls 310 and accommodating portions 320 may be exposed in an end region of at least one of one end and the other end facing in the width direction.
  • the light conversion material 380 may be injected between the receiving portions 320 , that is, the partition wall portions 310 .
  • a light conversion material in which light absorbing particles such as carbon black are dispersed may be injected into the accommodating part 320 , that is, an electrolyte solvent including a paraffinic solvent or the like between the partition walls.
  • the dam An electrolyte solvent may be injected into the accommodating part 320 through a capillary injection method between the side surface of the light conversion part 300 and the light conversion part 300 .
  • one light path control member may be manufactured by cutting the light conversion unit 300 .
  • the light conversion unit 300 may be cut in the longitudinal direction of the light conversion unit 300 . That is, along the dotted line shown in FIG. 22 , the light conversion unit 300 and the buffer layer 410 under the light conversion unit 300 , the first electrode 210 , and the first substrate 110 may be cut. .
  • a plurality of light path controlling members A and B may be formed by the cutting process, and FIG. 23 is a view showing one of the plurality of light path controlling members.
  • the light conversion unit 300 may be cut so that side surfaces of the first substrate 110 , the second substrate 120 , and the light conversion unit 300 in the width direction may be disposed on the same plane. have.
  • both ends of the second substrate 120 , the second electrode 220 , or the adhesive layer 420 in the second direction and both ends of the light conversion unit 300 in the second direction are on the same plane may be placed on the
  • Both ends of the adhesive layer 420 in the second direction and both ends of the light conversion unit 300 in the second direction may be connected to each other.
  • both ends of the second substrate 120 , the second electrode 220 , or the adhesive layer 420 in the second direction are positive in the second direction according to an error during the process. It may be disposed more outside than the end.
  • the buffer layer 410 and/or the adhesive layer 420 disposed on the upper portion of the first substrate 110 and the lower portion of the second substrate 120 may be partially removed to form a connection portion in which the electrode is exposed.
  • the first buffer layer 410 is partially removed, By exposing the first electrode 210 or not disposing the buffer layer 410 on the first electrode on which the light conversion unit 300 is not disposed, the first connection part 211 is formed on the first substrate 110 . can form.
  • the adhesive layer 420 when the adhesive layer 420 is disposed on the second electrode where the light conversion unit 300 is not disposed on the lower surface of the second substrate 120 , a part of the adhesive layer 420 may be removed, or an adhesive process may be performed. By not disposing an adhesive layer on the second electrode on which the light conversion unit 300 is not disposed, the second connection unit 221 may be formed under the second substrate 120 .
  • a printed circuit board or a flexible printed circuit board may be connected to the connection parts through an anisotropic conductive film (ACF) or the like, and the printed circuit board may be connected to an external power source to apply a voltage to the optical path control member.
  • ACF anisotropic conductive film
  • the light path control member 1000 may be disposed on or under the display panel 2000 .
  • the display panel 2000 and the light path control member 1000 may be disposed to adhere to each other.
  • the display panel 2000 and the light path control member 1000 may be bonded 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 after the release film is removed.
  • one end or one end and the other end of the light path control member may protrude, and the light conversion unit may not be disposed at the protruding portion.
  • the protrusion region is an electrode connection portion to which the first electrode 210 and the second electrode 220 are exposed, and may connect an external printed circuit board and an optical path control member through the electrode connection portion.
  • the display panel 2000 may include a first' substrate 2100 and a second' substrate 2200 .
  • the light path control member may be formed under the liquid crystal panel. That is, when the user-viewed side of the liquid crystal panel is defined as the upper portion of the liquid crystal panel, the light path control member may be disposed below the liquid crystal panel.
  • a first substrate 2100 including a thin film transistor (TFT) and a pixel electrode and a second substrate 2200 including color filter layers are bonded to each other with a liquid crystal layer interposed therebetween. can be formed into a structured structure.
  • TFT thin film transistor
  • a thin film transistor, a color filter, and a black electrolyte are formed on a first substrate 2100, and the second substrate 2200 has a liquid crystal layer interposed therebetween.
  • It may be a liquid crystal display panel having a color filter on transistor (COT) structure that is bonded to the liquid crystal display panel. That is, a thin film transistor may be formed on the first substrate 2100 , a protective film may be formed on the thin film transistor, and a color filter layer may be formed on the protective film. Also, 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 also serve as the black electrolyte.
  • the display device may further include a backlight unit 3000 providing light from a rear surface of the display panel 2000 .
  • the light path control member is disposed below the liquid crystal panel and above the backlight unit 3000 , and the light path control member is disposed between the backlight unit 3000 and the display panel 2000 . can be placed in
  • the light path control member may be formed on the organic light emitting diode panel. That is, when the surface viewed by the user of the organic light emitting diode panel is defined as the upper portion of the organic light emitting diode panel, the light path control member may be disposed on the organic light emitting diode 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 diode contacting 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 may be further included on the organic light emitting device.
  • the light emitted from the display panel 2000 or the backlight unit 3000 may move from the second substrate 120 of the light path control member to the first substrate 110 .
  • 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 external light reflection preventing polarizing plate.
  • the polarizing plate may be a linear polarizing plate.
  • the polarizing plate may be an external light reflection preventing polarizing plate.
  • 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 first substrate 110 of the light path control member.
  • the functional layer 1300 may be bonded to the first substrate 110 of the light path control member through an adhesive layer.
  • 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 embodiment is not limited thereto, and the light control member is positioned at a position where light can be controlled, 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 light conversion unit of the light path control member according to the embodiment is shown in a direction parallel or perpendicular to the outer surface of the second substrate, but the light conversion unit is formed to be inclined at a predetermined angle from the outer surface of the second substrate. may be Accordingly, a moire phenomenon occurring between the display panel and the light path control member may be reduced.
  • the light path control member according to the embodiment may be applied to various display devices.
  • the light path control member according to the embodiment may be applied to a display device displaying a display.
  • the accommodating part when power is applied to the light path controlling member as shown in FIG. 21 , the accommodating part functions as a light transmitting unit so that the display device can be driven in the open mode, and power is supplied to the light path controlling member as shown in FIG. 22 .
  • the receiving unit When not applied, the receiving unit functions as a light blocking unit, so that the display device may be driven in a light blocking mode.
  • the user can easily drive the display apparatus in the privacy mode or the normal mode according to the application of power.
  • the light emitted from the backlight unit or the self-luminous device may move from the first substrate to the second substrate.
  • the light emitted from the backlight unit or the self-luminous device may also move from the second substrate to the first substrate.
  • 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 a moving path of the vehicle.
  • the display device may be disposed between a driver's seat and a passenger seat of the vehicle.
  • the light path control member according to the embodiment 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 기판 상에 배치되는 제 1 전극; 상기 제 1 전극 상에 배치되는 광 변환부; 상기 제 1 기판 상에 배치되는 제 2 기판; 상기 제 2 기판 하부에 배치되는 제 2 전극; 및 상기 광 변환부와 상기 제 2 전극 사이에 배치되는 접착층을 포함하고, 상기 광 변환부는 교대로 배치되는 격벽부 및 수용부를 포함하고, 상기 수용부는 분산액 및 광 변환 입자를 포함하고, 상기 수용부는 전압의 인가에 따라 광 투과율이 변화되고, 85% 도달시간으로 측정되는 구동속도가 6초 미만이다.

Description

광 경로 제어 부재 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
실시예는 광 경로 제어 부재 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 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 제어 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 패턴부 내부에 전압의 인가에 따라 이동할 수 있는 입자 및 이를 분산하는 분산액을 충진하여 입자의 분산 및 응집에 의해 패턴부가 광 투과부 및 광 차단부로 변화되어 구현될 수 있다.
이러한 스위쳐블 차광 필름의 구동 속도를 향상시키기 위하여 광 변환 입자의 함량을 낮추는 경우에는 구동 속도가 향상되나 차폐 성능이 저하되는 문제가 있었다.
또한, 충진물의 넘침을 방지하기 위해 사용되는 격벽부의 높이가 낮을수록 구동속도에 유리하나, 차폐 성능이 저하되는 문제가 있었다. 한편, 격벽 패턴이 생길수록 정면 투과율을 높일 수 있으나, 실질적으로 구현이 어렵고 구동 속도가 저하되는 문제가 있었다.
따라서, 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있는 새로운 구조의 광 경로 제어 부재가 요구된다.
실시예는 구동 속도가 향상된 광 경로 제어 부재에 관한 것이다. 또한, 실시예는 광학 특성이 개선된 광 경로 제어 부재를 제공할 수 있다.
실시예에 따른 광 경로 제어 부재는, 제 1 기판; 상기 제 1 기판 상에 배치되는 제 1 전극; 상기 제 1 전극 상에 배치되는 광 변환부; 상기 제 1 기판 상에 배치되는 제 2 기판; 상기 제 2 기판 하에 배치되는 제 2 전극; 및 상기 광 변환부와 상기 제 2 전극 사이에 배치되는 접착층을 포함하고, 상기 광 변환부는 교대로 배치되는 격벽부 및 수용부를 포함하고, 상기 수용부는 분산액 및 광 변환 입자를 포함하고, 상기 수용부는 전압의 인가에 따라 광 투과율이 변화되고, 상기 분산액은 유전율(ε)이 10 이하인 용매를 포함한다.
실시예에 따른 디스플레이 장치는, 표시 패널; 및 상기 표시 패널 상에 배치되는 광 경로 제어 부재를 포함하고, 상기 광 경로 제어 부재는, 제 1 기판; 상기 제 1 기판 상에 배치되는 제 1 전극; 상기 제 1 전극 상에 배치되는 광 변환부; 상기 제 1 기판 상에 배치되는 제 2 기판; 상기 제 2 기판 하부에 배치되는 제 2 전극; 및 상기 광 변환부와 상기 제 2 전극 사이에 배치되는 접착층을 포함하고, 상기 광 변환부는 교대로 배치되는 격벽부 및 수용부를 포함하고, 상기 수용부는 분산액 및 광 변환 입자를 포함하고, 상기 수용부는 전압의 인가에 따라 광 투과율이 변화되고, 상기 분산액은 유전율(ε)이 10 이하인 용매를 포함한다.
실시예에 따른 광 경로 제어 부재는 85% 도달시간으로 측정되는 구동속도가 6초 미만일 수 있다.
실시예는 유전율(ε)이 10 이하인 용매를 분산액으로 포함할 수 있어, 구동 속도를 향상시키는 동시에 내화학성 및 측면 차폐율을 확보할 수 있다.
이에 따라, 광 경로 제어 부재 및 이를 포함하는 디스플레이 장치의 구동속도, 광학 특성 및 내구성이 개선될 수 있다.
도 1 및 도 2는 실시예에 따른 광 경로 제어 부재의 사시도를 도시한 도면이다.
도 3 및 도 4는 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 5는 도 1의 A-A' 영역을 절단한 단면도를 도시한 도면이다.
도 6 내지 도 9는 실시예에 따른 광 경로 제어 부재에서 다양한 수용부 형상을 설명하기 위한 도 1의 A-A' 영역을 절단한 단면도를 도시한 도면들이다.
도 10은 비교예에 따른 광 경로 제어 부재의 사진이다.
도 11은 비교예 및 실시예에 따른 광 경로 제어 부재의 사진이다.
도 12 내지 도 18은 실시예에 따른 광 경로 제어 부재의 제조방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 19 및 도 20은 실시예에 따른 광 경로 제어 부재가 적용되는 표시 장치의 단면도를 도시한 도면이다.
도 21 내지 도 23은 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 한 개 이상)”로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나이상을 포함할 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 경우뿐만 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 의해 이동하는 전기영동 입자에 따라 다양한 모드로 구동하는 스위쳐블 광 경로 제어 부재에 대한 것이다.
도 1 내지 도 4를 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 제 1 방향(1A), 제 2 방향(2A) 및 제 3 방향(3A)으로 연장될 수 있다.
자세하게, 상기 제 1 기판(110)은 상기 제 1 기판(110)이 길이 또는 폭 방향과 대응하는 제 1 방향(1A), 상기 제 1 방향(1A)과 다른 방향으로 연장하고, 상기 제 1 기판(110)의 길이 또는 폭 방향과 대응되는 제 2 방향(2A) 및 상기 제 1 방향(1A) 및 상기 제 2 방향(2A)과 다른 방향으로 연장하고, 상기 제 1 기판(110)의 두께 방향과 대응되는 제 3 방향(3A)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 제 1 방향(1A)은 상기 제 1 기판(110)의 길이 방향으로 정의될 수 있고, 상기 제 2 방향(2A)은 상기 제 1 방향(1A)과 수직한 제 1 기판(110)의 폭 방향으로 정의될 수 있고, 상기 제 3 방향(3A)은 제 1 기판(110)의 두께 방향으로 정의될 수 있다. 또는, 상기 제 1 방향(1A)은 상기 제 1 기판(110)의 폭 방향으로 정의될 수 있고, 상기 제 2 방향(2A)은 상기 제 1 방향(1A)과 수직한 제 1 기판(110)의 길이 방향으로 정의될 수 있고, 상기 제 3 방향(3A)은 제 1 기판(110)의 두께 방향으로 정의될 수 있다.
이하에서는, 설명의 편의를 위해 상기 제 1 방향(1A)을 상기 제 1 기판(110)의 길이 방향으로, 상기 제 2 방향(2A)을 상기 제 1 기판(110)의 폭 방향으로, 상기 제 3 방향(3A)을 상기 제 1 기판(110)의 두께 방향으로 설명한다.
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 약 80% 이상의 광 투과율을 가지는 전도성 물질을 포함할 수 있다. 일례로, 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 약 0.1㎛ 내지 약 0.5㎛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.
도 3을 참조하면, 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 면 전극으로 배치될 수 있다. 그러나, 실시예는 이에 제한되지 않고, 상기 제 1 전극(210)은 메쉬 또는 스트라이프 형상 등의 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 제 1 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)도 앞서 설명한 상기 제 1 기판(110)과 동일하게 제 1 방향(1A), 제 2 방향(2A) 및 제 3 방향(3A)으로 연장될 수 있다.
자세하게, 상기 제 2 기판(120)은 상기 제 2 기판(120)의 길이 또는 폭 방향과 대응하는 제 1 방향(1A), 상기 제 1 방향(1A)과 다른 방향으로 연장하고, 상기 제 2 기판(120)의 길이 또는 폭 방향과 대응되는 제 2 방향(2A) 및 상기 제 1 방향(1A) 및 상기 제 2 방향(2A)과 다른 방향으로 연장하고, 상기 제 2 기판(120)의 두께 방향과 대응되는 제 3 방향(3A)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 제 1 방향(1A)은 상기 제 2 기판(120)의 길이 방향으로 정의될 수 있고, 상기 제 2 방향(2A)은 상기 제 1 방향(1A)과 수직한 제 2 기판(120)의 폭 방향으로 정의될 수 있고, 상기 제 3 방향(3A)은 제 2 기판(120)의 두께 방향으로 정의될 수 있다.
또는, 상기 제 1 방향(1A)은 상기 제 2 기판(120)의 폭 방향으로 정의될 수 있고, 상기 제 2 방향(2A)은 상기 제 1 방향(1A)과 수직한 제 2 기판(120)의 길이 방향으로 정의될 수 있고, 상기 제 3 방향(3A)은 제 2 기판(120)의 두께 방향으로 정의될 수 있다.
이하에서는, 설명의 편의를 위해 상기 제 1 방향(1A)을 상기 제 2 기판(120)의 길이 방향으로, 상기 제 2 방향(2A)을 상기 제 2 기판(120)의 폭 방향으로, 상기 제 3 방향(3A)을 상기 제 2 기판(120)의 두께 방향으로 설명한다.
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)과 상기 제 1 기판(110)이 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 앞서 설명한 상기 제 1 전극(210)과 동일하거나 유사한 물질을 포함할 수 있다.
상기 제 2 전극(220)은 투명한 전도성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 전극(220)은 약 80% 이상의 광 투과율을 가지는 전도성 물질을 포함할 수 있다. 일례로, 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 약 0.1㎛ 내지 약 0.5㎛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.
도 4를 참조하면, 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 면 전극으로 배치될 수 있다. 그러나, 실시예는 이에 제한되지 않고, 상기 제 2 전극(220)은 메쉬 또는 스트라이프 형상 등의 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 제 2 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 1 기판(110)과 상기 제 2 기판(120)은 서로 대응되는 크기를 가질 수 있다. 상기 제 1 기판(110)과 상기 제 2 기판(120)은 서로 동일하거나 유사한 크기를 가질 수 있다.
자세하게, 상기 제 1 기판(110)의 제 1 방향(1A)으로 연장하는 제 1 길이는 상기 제 2 기판(120)의 제 1 방향(1A)으로 연장하는 제 2 길이(L2)와 서로 동일하거나 유사한 크기를 가질 수 있다.
예를 들어, 상기 제 1 길이와 상기 제 2 길이는 300㎜ 내지 400㎜의 크기를 가질 수 있다.
또한, 상기 제 1 기판(110)의 제 2 방향(2A)으로 연장하는 제 1 폭은 상기 제 2 기판(120)의 제 2 방향으로 연장하는 제 2 폭은 서로 동일하거나 유사한 크기를 가질 수 있다.
예를 들어, 상기 제 1 폭과 상기 제 2 폭은 150㎜ 내지 200㎜의 크기를 가질 수 있다.
또한, 상기 제 1 기판(110)의 제 3 방향(3A)으로 연장하는 제 1 두께는 상기 제 2 기판(120)의 제 3 방향으로 연장하는 제 2 두께와 서로 동일하거나 유사한 크기를 가질 수 있다.
예를 들어, 상기 제 1 두께와 상기 제 2 두께는 30㎛ 내지 200㎛의 크기를 가질 수 있다.
도 1을 참조하면, 상기 제 1 기판(110)과 상기 제 2 기판(120)은 서로 엇갈려서 배치될 수 있다.
자세하게, 상기 제 1 기판(110)과 상기 제 2 기판(120)은 상기 제 1 방향(1A)으로 서로 엇갈리는 위치에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 기판(110)과 상기 제 2 기판(120)은 각각 기판의 측면이 서로 엇갈리도록 배치될 수 있다.
이에 따라, 상기 제 1 기판(110)은 상기 제 1 방향(1A)의 일 방향으로 돌출되어 배치될 수 있고, 상기 제 2 기판(120)은 상기 제 1 방향(1A)의 타 방향으로 돌출되어 배치될 수 있다.
즉, 상기 제 1 기판(110)은 상기 제 1 방향(1A)의 일 방향으로 돌출되는 제 1 돌출부를 포함할 수 있고, 상기 제 2 기판은 상기 제 1 방향(1A)의 타 방향으로 돌출되는 제 2 돌출부를 포함할 수 있다.
이에 따라, 상기 광 경로 제어 부재(1000)는 상기 제 1 기판(110) 상에서 제 1 전극(210)이 노출되는 영역과 상기 제 2 기판(120)의 하부에서 상기 제 2 전극(220)이 노출되는 영역을 포함할 수 있다.
즉, 상기 제 1 기판(110) 상에 배치되는 상기 제 1 전극(210)은 상기 제 1 돌출부에서 노출되고, 상기 제 2 기판(120)의 하부에 배치되는 상기 제 2 전극(220)은 상기 제 2 돌출부에서 노출될 수 있다.
상기 돌출부들에서 노출되는 상기 제 1 전극(210) 및 상기 제 2 전극(220)은 이하에서 설명하는 패드부 등을 통해 외부의 인쇄회로기판과 연결될 수 있다.
또는, 도 2를 참조하면, 상기 제 1 기판(110)과 상기 제 2 기판(120)은 서로 대응되는 위치에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 기판(110)과 상기 제 2 기판(120)은 각각의 측면이 서로 대응되도록 배치될 수 있다.
이에 따라, 상기 제 1 기판(110)은 상기 제 1 방향(1A)의 일 방향으로 돌출되어 배치될 수 있고, 상기 제 2 기판(120)도 상기 제 1 방향(1A)의 일 방향 즉, 상기 제 1 기판(110)과 동일한 방향으로 돌출되어 배치될 수 있다.
즉, 상기 제 1 기판(110)은 상기 제 1 방향(1A)의 일 방향으로 돌출되는 제 1 돌출부를 포함할 수 있고, 상기 제 2 기판도 상기 제 1 방향(1A)의 일 방향으로 돌출되는 제 2 돌출부를 포함할 수 있다.
즉, 상기 제 1 돌출부와 상기 제 2 돌출부는 동일한 방향으로 돌출될 수 있다.
이에 따라, 상기 광 경로 제어 부재(1000)는 상기 제 1 기판(110) 상에서 제 1 전극(210)이 노출되는 영역과 상기 제 2 기판(120)의 하부에서 상기 제 2 전극(220)이 노출되는 영역을 포함할 수 있다.
즉, 상기 제 1 기판(110) 상에 배치되는 상기 제 1 전극(210)은 상기 제 1 돌출부에서 노출되고, 상기 제 2 기판(120)의 하부에 배치되는 상기 제 2 전극(220)은 상기 제 2 돌출부에서 노출될 수 있다.
상기 돌출부들에서 노출되는 상기 제 1 전극(210) 및 상기 제 2 전극(220)은 이하에서 설명하는 연결부 등을 통해 외부의 인쇄회로기판과 연결될 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 또는 버퍼층이 배치될 수 있고, 상기 접착층 및/또는 버퍼층에 의해 상기 제 1 기판(110), 상기 제 2 기판(120) 및 상기 광 변환부(300)가 접착될 수 있다.
상기 광 변환부(300)는 복수의 격벽부 및 수용부를 포함할 수 있다. 상기 수용부에는 전압의 인가에 따라 이동하는 광 변환 입자가 배치될 수 있고, 상기 광 변환 입자에 의해 광 경로 제어 부재의 광 투과 특성이 변화될 수 있다.
상기 광 변환부(300)의 크기는 상기 제 1 기판(110) 및 상기 제 2 기판(120) 중 적어도 하나의 기판의 크기보다 작을 수 있다.
자세하게, 상기 광 변환부(300)의 제 1 방향의 길이는 상기 제 1 기판(110) 및 상기 제 2 기판(120) 중 적어도 하나의 기판의 제 1 방향의 길이보다 작을 수 있다.
또한, 상기 광 변환부(300)의 제 2 방향의 폭은 상기 제 1 기판(110) 및 상기 제 2 기판(120) 중 적어도 하나의 기판의 제 2 방향의 폭과 동일하거나 작을 수 있다.
또한, 상기 제 1 기판(110) 및 상기 제 2 기판(120)의 제 1 방향의 양 끝단 중 적어도 하나의 끝단은 상기 광 변환부(300)의 상기 제 1 방향의 양 끝단보다 외측에 배치될 수 있다.
이에 따라, 실링부(도면에는 도시하지 않음)를 용이하게 배치할 수 있고, 실링부의 접착 특성을 향상시킬 수 있다.
도 5를 참조하여, 실시예에 따른 광 경로 제어 부재의 접착 특성 향상을 설명한다.
실시예에 따른 광 경로 제어 부재에는 광 변화 물질이 포함될 수 있다. 예를 들어, 광 변환 물질(320')은 EPD 잉크일 수 있다. 이와 같은 광 변환 물질(320')의 수용 및 넘침 방지를 위해서는 광 변환부(300)가 사용될 수 있다. 상기 광 변환부(300)는 광 변환 물질(320')을 수용하기 위한 수용부(320)와 광 변환 물질(320')의 넘침을 방지하기 위한 격벽부(310)를 포함할 수 있다.
상기 광 변환부(300)는 광 경화성 수지로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 광 변환부(300)는 광 경화성 수지가 임프린팅 되어 형성될 수 있다. 즉, 상기 격벽부(310) 및 상기 수용부(320)는 광 경화성 수지로 형성될 수 있다.
자세하게, 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 우레탄 수지 등을 포함할 수 있다.
상기 광 경화성 수지는 우레탄 아크릴레이트, 아크릴레이트 모노머, 이소보닐 아크릴레이트, 첨가제, 광개시제 및 아크릴로일몰포린(Acryloylmorpholine)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 광 개시제는 1-Hydroxycyclohexyl Phenylmethanone를 포함할 수 있다.
상기 광 경화성 수지는 올리고머, 모노머, 광중합 개시제 및 첨가제를 포함할 수 있다. 고분자 형태의 프리폴리머와 희석제인 다관능성 모노머 및 광중합 개시제의 반응에 의해 광 경화성 수지는 광 변환부를 구성할 수 있다.
여기에서, 첨가제는 디바이스의 구동 속도를 개선하기 위해 첨가되는 다양한 물질일 수 있다. 예를 들어, 상기 첨가제는 광 경화성 수지에 적용되어, EPD 잉크의 구동속도를 높일 수 있는 물질일 수 있다. 여기에서, 첨가제는 광 경화성 수지의 이형성 내지 전기적 특성을 개선하기 위한 각종의 물질을 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 첨가제는 이형 첨가제 및/또는 대전방지제를 비롯한 다양한 물질을 의미할 수 있다.
상기 광 변환부(300)의 상세한 내용에 대해서는 이하에서 상세하게 설명한다.
도 5 내지 도 9를 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 영역으로서 광을 투과할 수 있다. 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)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 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 6 내지 도 9에서는 상기 제 2 기판(120)의 상부에 배치되는 광원에 의해 상기 제 2 기판(110)에서 광이 출사되어 상기 제 1 기판(110) 방향으로 광이 입사될 수 있다, 이때, 상기 격벽부(310)는 상기 광을 투과하고, 투과된 광은 상기 제 1 기판(110) 방향으로 이동될 수 있다.
상기 수용부(320)는 분산액(320a) 및 광 변환 입자(320b)를 포함할 수 있다, 자세하게, 상기 수용부(320)에는 상기 분산액(320a)이 주입되어 충진되고, 상기 분산액(320a) 내에는 복수의 광 변환 입자(320b)들이 분산될 수 있다.
상기 분산액(320a)은 상기 광 변환 입자(320b)를 분산시키는 물질일 수 있다. 상기 분산액(320a)은 투명한 물질을 포함할 수 있다. 또한, 상기 분산액(320a)은 광을 투과할 수 있는 물질을 포함할 수 있다.
상기 광 변환 입자(320b)는 상기 분산액(320a) 내에 분산되어 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 복수의 광 변환 입자(320b)들은 상기 분산액(320a) 내에서 서로 이격하며 배치될 수 있다.
상기 광 변환 입자(320b)는 광을 흡수할 수 있는 물질을 포함할 수 있다. 즉, 상기 광 변환 입자(320b))는 광 흡수 입자일 수 있다, 상기 광 변환 입자(320b)는 색을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 광 변환 입자(320b)는 블랙 계열의 색을 가질 수 있다. 일례로, 상기 광 변환 입자(320b)는 카본블랙 입자를 포함할 수 있다.
상기 광 변환 입자(320b)는 표면이 대전되어 극성을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 광 변환 입자(320b)은 표면이 음(-)전하로 대전될 수 있다. 이에 따라, 전압의 인가에 따라, 광 변환 입자(320b)는 상기 제 1 전극(210) 또는 상기 제 2 전극(220) 방향으로 이동될 수 있다.
상기 수용부(320)는 상기 광 변환 입자(320b)에 의해 광 투과율이 변화될 수 있다. 자세하게, 상기 수용부(320)는 상기 광 변환 입자(320b)에 의해 광 투과율이 변화되어 광 차단부 및 광 투과부로 변화될 수 있다. 즉, 상기 수용부(320)는 상기 분산액(320a)에 내부에 배치되는 상기 광 변환 입자(320b)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 좁아져서, 상기 광 경로 제어 부재는 프라이버시 모드로 구동될 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 넓어져서 상기 광 경로 제어 부재는 공개 모드로 구동될 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(320b)의 이동에 의해 구현될 수 있다. 즉, 광 변환 입자(320b)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(320b)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(320b)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(320b)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(320b)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(210) 또는 상기 제 2 전극(220) 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, 음극으로 대전된 상태인 광 변환 입자(320b)는 분산액(320a)을 매질로 하여 제 1 전극(210) 및 상기 제 2 전극(220) 중 양극의 전극 방향으로 이동될 수 있다.
즉, 상기 제 1 전극(210) 및/또는 제 2 전극(220)에 전압이 인가되는 경우, 도 8에 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(320b)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 9에 도시되어 있듯이, 상기 광 변환 입자(320b)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 제어 부재를 적용할 수 있다.
한편, 상기 수용부는 구동 특성 등을 고려하여, 다른 형상으로 배치될 수 있다.
도 6 및 도 7를 참조하면, 다른 실시예에 따른 광 경로 제어 부재는 도 5와 다르게 수용부(320)의 양 끝단이 버퍼층(410) 및 접착층(420)과 접촉하며 배치될 수 있다.
예를 들어, 상기 수용부(320) 하부는 상기 버퍼층(410)과 접촉하며 배치되고, 상기 수용부(320)의 상부는 상기 접착층(420)과 접촉하며 배치될 수 있다.
이에 따라, 상기 수용부(320)와 상기 제 1 전극(210) 사이의 거리를 감소하여, 상기 제 1 전극(210)에서 인가되는 전압이 상기 수용부(320)로 원활하게 전달될 수 있다.
이에 따라, 상기 수용부(320) 내부의 광 변환 입자(320b)의 이동 속도를 향상시킬 수 있어 광 경로 제어 부재의 구동 특성을 향상시킬 수 있다.
또한, 도 8 및 도 9를 참조하면, 실시예에 따른 광 경로 제어 부재는 도 8 및 도 9와 다르게 수용부(320)가 일정한 경사각도(θ)를 가지면서 배치될 수 있다.
자세하게, 도 8 및 도 9를 참조하면, 상기 수용부(320)는 상기 제 1 기판(110)에 대해 0° 초과 내지 90°미만의 경사각도(θ)를 가지면서 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 수용부(320)는 상기 제 1 기판(110)의 일면에 대해 0° 초과 내지 90°미만의 경사각도(θ)를 가지면서 상부 방향으로 연장할 수 있다.
이에 따라, 상기 광 경로 제어 부재가 표시 패널과 함께 사용될 때, 표시 패널의 패턴과 광 경로 제어 부재의 수용부(320)의 중첩 현상에 따른 무아레를 완화하여, 사용자의 시인성을 향상시킬 수 있다.
도 10 내지 도 13을 참조하여, 실시예 및 비교예를 상세히 설명한다.
EPD 디바이스의 구동 속도를 개선하기 위해서 다양한 시도를 고려할 수 있다.
EPD 디바이스의 구동 속도를 개선하기 위해서 격벽의 높이를 낮출 수 있으나, 차폐 성능이 저하되는 문제가 있었다. 한편, EPD 디바이스의 구동 속도를 개선하기 위해서 광 변환 입자(320b)의 함량을 낮출 수 있으나, 차폐 성능이 저하되는 문제가 있었다.
따라서, EPD 디바이스의 구동 속도를 개선하기 위해서 용매의 유전율(ε)을 높이는 시도를 고려할 수 있다.
즉, 용매의 유전율(ε)을 높이는 경우에는 전자의 이동도(μ)가 높아지기 때문에 구동속도를 향상시킬 수 있다.
도 10을 참조하여, 유전율이 높은 용매를 사용하여 제조된 광 경로 제어 부재의 시간 경과에 따른 변화를 설명한다.
도 10은 유전율이 높은 극성 용매를 사용하여 제조된 광 경로 제어 부재의 시간에 따른 외형 변화를 나타낸 사진이다.
자세하게, γ-Butyrolactone을 용매로 사용하였을 때 용매와 접착층 및/또는 용매와 광 변환부의 반응에 의하여 외형 변화가 나타나는 것을 확인할 수 있었다.
도 10의 비교예에서는 광 변환부의 수지층이 부풀어오르는 현상에 의해 내화학성에 문제가 있음을 확인하였다. 또한, 유전율이 높은 극성 용매를 사용하여 제조된 광 경로 제어 부재는 측면 차폐율이 저하되는 문제를 확인할 수 있었다.
즉, 유전율이 높은 용매를 분산액으로 사용하여 구동속도를 높일 수 있으나, 주변 소재들과의 내화학성 저하의 문제, 측면 차폐율 저하 등의 트레이드 오프 관계의 성능이 있음을 확인할 수 있었다.
따라서, 적정 수준의 유전율을 유지하면서도 구동 속도, 내화학성, 측면 차폐율을 모두 만족할 수 있는 용매가 요구된다.
이와 같은 문제를 해결하기 위해서, 다양한 시도를 한 결과, 제 1 실시예의 상기 분산액(320a)은 유전율(ε)이 10 이하인 용매를 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 분산액(320a)은 유전율(ε)이 5 이하인 용매를 포함할 수 있다. 더 자세하게, 상기 분산액(320a)은 유전율(ε)이 3 이하인 용매를 포함할 수 있다. 더 자세하게, 상기 분산액(320a)은 유전율(ε)이 2.1 초과 내지 3 이하인 용매를 포함할 수 있다
여기에서, 고유전 용매는 유전율(ε)이 10 이하인 용매를 의미할 수 있다. 자세하게, 고유전 용매는 유전율(ε)이 5 이하인 용매를 의미할 수 있다. 더 자세하게, 고유전 용매는 유전율(ε)이 3 이하인 용매를 의미할 수 있다. 이와 같이, 유전율(ε)이 10 이하인 고유전 용매를 사용하는 경우에는 외형 변화 없이 광 경로 제어 부재 및 이를 포함하는 디스플레이 장치의 구동 속도가 빠른 효과를 나타낼 수 있다. 유전율(ε)이 10 초과인 용매를 사용하는 경우에는 용매와 접착층 및/또는 용매와 광 변환부의 반응에 의하여 외형 변화가 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 자세하게, 유전율(ε)이 10 초과인 용매를 사용하는 경우에는 광 변환부의 수지층이 부풀어오르는 현상에 의해 내화학성에 문제가 발생할 수 있다. 또한, 유전율(ε)이 10 초과인 용매를 사용하는 경우에는 광 경로 제어 부재의 측면 차폐율이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
실시예는 상기 분산액(320a)의 유전율을 적정 수준으로 맞추기 위해서 극성 용매를 단독으로 사용할 수 있다. 상기 극성 용매는 유전 상수가 10 이하인 용매를 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 극성 용매는 디(프로필렌 글리콜)부틸 에테르, 및 이의 이성질체의 혼합물, γ-Butyrolactone, MS5000, 디메틸 2-메틸펜탄디오에이트(Dimethyl 2-methylpentanedioate), 액정(liquid crystal) 등의 오일 베이스의 유전 상수가 10 이하인 용매를 의미할 수 있다.
또는, 실시예는 상기 분산액(320a)의 유전율을 적정 수준으로 맞추기 위해서 저유전 용매에 극성 용매를 혼합하여 사용할 수 있다. 여기에서, 용매의 혼합 방법은 핸드 쉐이킹, 마그네틱 바를 이용한 교반(스터링), 볼텍싱, 볼 밀링 등을 비롯한 다양한 방법을 이용할 수 있다.
상기 분산액(320a)은 하나 이상의 용매를 포함할 수 있다.
상기 분산액(320a)은 극성 용매를 포함할 수 있다. 상기 극성 용매는 유전상수가 10 이하인 용매를 의미할 수 있다.
상기 분산액(320a)은 비극성 용매를 포함일 수 있다. 예를 들어, 상기 분산액(320a)은 탄화수소 유체를 포함할 수 있다. 예를 들어, Isopar M을 포함할 수 있다.
상기 분산액(320a)은 유전율이 서로 다른 용매가 혼합된 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 분산액(320a)으로 Isopar M 및 프로필렌 글리콜 페닐 에테르를 혼합한 용매를 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 분산액(320a)은 Isopar M 및 1-헵탄올을 혼합한 용매일 수 있다. 예를 들어, 상기 분산액(320a)은 Isopar M 및 액정을 혼합한 용매일 수 있다. 실시예의 분산액은 이에 제한되지 않고 다양한 조합의 혼합액을 포함할 수 있음은 물론이다.
도 11 및 표 1을 참조하여, 유전율의 범위에 따른 실험 결과를 설명한다.
분산액의 유전율(ε)이 10 초과인 경우에는 광 변환부를 구성하는 수지층 또는 접착층과 분산액이 반응할 수 있다. 또한, 분산액의 유전율(ε)이 10 초과인 경우에는 용매의 높은 극성으로 인하여, 입자들이 응집되는 현상이 나타날 수 있다.
분산액의 유전율(ε)이 2.1이하인 경우에는 구동 속도가 느릴 수 있다.
분산액이 유전율(ε)이 10 이하인 용매를 포함하는 경우에는 쉐어모드와 프라이버시 모드의 전환이 빠르고, 외형 변화가 없는 것을 확인할 수 있었다.
이하, 표 1을 참조하여 비교예 및 실시예의 실험 결과를 설명한다.
구분 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 비교예1 비교예2
유전율 3.0 3.8 3.8 10.0 2.1 11.1
프라이버시 측면휘도 3.6% 3.6% 3.7% 3.8% 3.4% 3.8%
85% 도달시간 4.6sec 4.5sec 4.5sex 4.4sec 7.3sec 4.4sec
외형변화 없음 없음 없음 없음 없음 있음
표 1에서, 실시예 1, 2, 4는 저유전 용매에 고유전 용매인 MS 5000을 혼합한 것이다. 여기에서, 저유전 용매 및 고유전 용매인 MS 5000는 볼텍싱을 통해 혼합하였다. 표 1에서, 실시예 3은 저유전 용매에 고유전 용매인 액정을 혼합한 것이다. 여기에서, 저유전 용매에 고유전 용매인 액정은 볼텍싱을 통해 혼합하였다.
85% 도달 시간은 (최대 휘도 - 최소 휘도)*0.85까지 도달하는데 걸리는 시간을 의미할 수 있다.
표 1의 결과에서, 실시예는 85% 도달시간으로 측정되는 구동속도가 6초 미만인 것을 확인할 수 있다. 자세하게, 실시예 1 내지 실시예 4는 85% 도달시간으로 측정되는 구동속도가 5초 미만인 것을 확인할 수 있다. 85% 도달시간의 측정을 통해, 용매의 유전율이 상승한 결과 광 경로 제어 부재 및 이를 포함하는 디스플레이 장치의 구송속도가 빠름을 확인할 수 있다.
또한, 유전율(ε)이 10 이하인 용매를 사용한 실시예에서, 용매가 광 변환부 및/또는 접착층과 반응하지 않아, 내화학성을 확보할 수 있음을 확인하였다.
또한, 유전율(ε)이 10 이하인 용매를 사용한 실시예에서, 측면 차폐율이 확보됨을 확인하였다.
이하, 도 12 내지 도 18을 참조하여, 실시예에 따른 광 경로 제어 부재의 제조방법을 설명한다.
도 12를 참조하면, 제 1 기판(110) 및 제 1 전극을 형성하는 전극 물질을 준비한다. 이어서, 상기 제 1 기판의 일면 상에 상기 전극 물질을 코팅 또는 증착하여 제 1 전극을 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 면 전극으로 형성되는 제 1 전극(210)이 형성될 수 있다.
이어서, 도 13을 참조하면, 상기 제 1 전극(210) 상에 수지 물질을 도포하여 수지층(350)을 형성할 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 전극(210) 상에 우레탄 수지 또는 아크릴 수지를 도포하여 수지층(350)을 형성할 수 있다.
이때, 상기 수지층(350)을 배치하기 전에 상기 제 1 전극(210) 상에 버퍼층(410)을 추가적으로 배치할 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 전극(210) 상에 상기 수지층(350)과 밀착력이 좋은 상기 버퍼층(410)을 배치한 후, 상기 버퍼층(410) 상에 수지층(350)을 배치함으로써, 상기 수지층(350)의 밀착력을 향상시킬 수 있다.
예를 들어, 상기 버퍼층(410)은 상기 전극과 밀착력이 좋은 -CH-, 알킬기 등의 친유성기와 상기 수지층(410)과 밀착력이 좋은 -NH, -OH, -COOH 등의 친수성기를 포함하는 유기 물질을 포함할 수 있다.
상기 수지층(350)은 상기 제 1 기판(110)의 일부 영역 상에 배치될 수 있다. 즉, 상기 수지층(350)은 상기 제 1 기판(110)보다 작은 면적으로 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 제 1 기판(110) 상에는 상기 수지층(350)이 배치되지 않아 상기 제 1 전극(210)이 노출되는 영역이 형성될 수 있다. 또한, 상기 제 1 전극(210) 상에 상기 버퍼층(410)이 배치되는 경우, 상기 버퍼층(410)이 노출되는 영역이 형성될 수 있다.
자세하게, 상기 수지층(350)의 제 1 방향으로 연장하는 제 3 길이의 크기는 상기 제 1 기판(110)의 제 1 방향으로 연장하는 제 1 길이 크기 미만일 수 있고, 상기 수지층(350)의 제 2 방향으로 연장하는 제 3 폭의 크기는 상기 제 1 기판(110)의 제 2 방향으로 연장하는 제 1 폭의 크기 이하일 수 있다,
즉, 상기 수지층(350)의 길이는 상기 제 1 기판(110)의 길이보다는 작고, 상기 수지층(350)의 폭은 상기 제 1 기판(110)의 폭과 동일하거나 작을 수 있다.
이어서, 도 14를 참조하면, 상기 수지층(350)을 패터닝하여 상기 수지층(350)에 복수의 격벽부(310) 및 복수의 수용부(320)들을 형성할 수 있다. 자세하게, 상기 수지층(350)에 음각부를 형성하여 음각 형상의 수용부(320)와 상기 음각부들 사이의 양각 형상의 격벽부(310)를 형성할 수 있다.
이에 따라, 상기 제 1 기판(110) 상에는 상기 격벽부(310) 및 상기 수용부(320)를 포함하는 광 변환부(300)가 형성될 수 있다.
또한, 상기 제 1 전극(210) 상에서 노출되는 상기 버퍼층(410)을 제거하여, 상기 제 1 기판(110)이 돌출되는 영역에 상기 제 1 전극(210)을 노출시킬 수 있다.
이어서, 도 15를 참조하면, 제 2 기판(120) 및 제 2 전극을 형성하는 전극 물질을 준비한다. 이어서, 상기 제 2 기판의 일면 상에 상기 전극 물질을 코팅 또는 증착하여 제 2 전극을 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 면 전극으로 형성되는 제 2 전극(220)이 형성될 수 있다.
상기 제 2 기판(120)은 상기 제 1 기판(110)의 크기보다 작을 수 있다. 또한, 상기 제 2 기판(120)은 상기 수지층(350)의 크기보다 작을 수 있다.
자세하게, 상기 제 2 기판(120)의 제 1 방향으로 연장하는 제 2 길이의 크기는 상기 수지층(350)의 제 1 방향으로 연장하는 제 3 길이보다 크고, 상기 제 2 기판(120)의 제 2 방향으로 연장하는 제 2 폭의 크기는 상기 수지층(350)의 제 2 방향으로 연장하는 제 3 폭의 크기보다 작을 수 있다.
이어서, 도 16을 참조하면, 상기 제 2 전극(220) 상에 접착 물질을 도포하여 접착층(420)을 형성할 수 있다. 자세하게, 상기 제 2 전극(220) 상에 광을 투과할 수 있는 광 투과 접착층을 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 접착층(420)은 광학용 투명 접착층(OCA)을 포함할 수 있다.
상기 접착층(420)은 상기 광 변환부(300)의 일부 영역 상에 배치될 수 있다. 즉, 상기 접착층(420)은 상기 광 변환부(300)보다 작은 면적으로 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 광 변환부(300) 상에는 상기 접착층(410)이 배치되지 않아 상기 광 변환부(300)가 노출되는 영역이 형성될 수 있다.
자세하게, 상기 접착층(420)의 제 1 방향으로 연장하는 제 4 길이의 크기는 상기 광 변환부(300)의 제 1 방향으로 연장하는 제 3 길이 크기보다 크고, 상기 접착층(420)의 제 2 방향으로 연장하는 제 4 폭의 크기는 상기 광 변환부(300)의 제 2 방향으로 연장하는 제 3 폭 크기보다 작을 수 있다,
이어서, 도 17을 참조하면, 상기 제 1 기판(110)과 상기 제 2 기판(120)을 접착할 수 있다. 자세하게, 상기 제 2 기판(120)이 상기 광 변환부(300) 상에 배치되고, 상기 제 2 기판(120)의 하부에 배치되는 상기 접착층(420)을 통해 상기 제 2 기판(120)과 상기 광 변환부(300)가 접착될 수 있다.
이에 따라, 상기 제 1 기판(110), 상기 광 변환부(300), 상기 제 2 기판(120)은 상기 제 1 기판(110), 상기 광 변환부(300), 상기 제 2 기판(120)의 두께 방향으로 순차적으로 적층될 수 있다.
이때, 상기 제 2 기판(120)은 상기 수지층(350)의 크기보다 작게 배치되므로, 상기 광 변환부(300)는 상기 제 2 기판(120)이 배치되지 않은 영역에서 복수의 격벽부(310) 및 수용부(320)가 노출될 수 있다.
자세하게, 상기 제 2 기판(120)의 제 2 방향으로 연장하는 제 2 폭의 크기는 상기 수지층(350)의 제 2 방향으로 연장하는 제 3 폭의 크기보다 작으므로, 상기 수지층(350)은 폭 방향으로 마주보는 일단 및 타단 중 적어도 하나의 끝단 영역에서 복수의 격벽부(310) 및 수용부(320)가 노출될 수 있다.
이어서, 상기 수용부(320) 즉, 상기 격벽부(310)들 사이에 광 변환 물질(380)을 주입할 수 있다. 자세하게, 상기 수용부(320) 즉, 격벽부들 사이에 파라핀계 용매 등을 포함하는 전해질 용매에 카본 블랙 등의 광 흡수 입자가 분산된 광 변환 물질을 주입할 수 있다.
예를 들어, 상기 제 2 기판(120)이 배치되지 않는 광 변환부(300)의 수용부 및 격벽부 상에 상기 광 변환부(300)의 길이 방향으로 연장하는 댐을 배치한 후, 상기 댐과 상기 광 변환부(300)의 측면 사이에서 모세관 주입 방법을 통해 전해질 용매를 상기 수용부(320) 내부로 주입할 수 있다.
이어서, 도 18을 참조하면, 상기 광 변환부(300)를 절단하여 하나의 광 경로 제어 부재를 제조할 수 있다. 자세하게, 상기 광 변환부(300)는 상기 광 변환부(300)의 길이방향으로 절단될 수 있다. 즉, 도 22에 도시된 점선을 따라 상기 광 변환부(300) 및 상기 광 변환부(300) 하부의 버퍼층(410), 제 1 전극(210) 및 제 1 기판(110)을 절단할 수 있다. 상기 절단 공정에 의해 복수의 광 경로 제어 부재(A, B)가 형성될 수 있으며, 도 23은 복수의 광 경로 제어 부재 중 하나의 광 경로 제어 부재를 도시한 도면이다.
자세하게, 상기 제 1 기판(110), 상기 제 2 기판(120) 및 상기 광 변환부(300)의 폭 방향의 측면들이 동일 평면 상에 배치될 수 있도록 상기 광 변환부(300)가 절단될 수 있다.
이에 따라, 상기 제 2 기판(120), 상기 제 2 전극(220) 또는 접착층(420)의 상기 제 2 방향의 양 끝단과 상기 광 변환부(300)의 상기 제 2 방향의 양 끝단은 동일 평면 상에 배치될 수 있다.
즉. 상기 접착층(420)의 상기 제 2 방향의 양 끝단과 상기 광 변환부(300)의 상기 제 2 방향의 양 끝단은 서로 연결될 수 있다.
또는, 공정 중 오차에 따라 상기 제 2 기판(120), 상기 제 2 전극(220) 또는 접착층(420)의 상기 제 2 방향의 양 끝단은 상기 광 변환부(300)의 상기 제 2 방향의 양 끝단보다 더 외측에 배치될 수도 있다.
이어서, 상기 제 1 기판(110)의 상부 및 상기 제 2 기판(120)의 하부에 배치되는 버퍼층(410) 및/또는 접착층(420)을 부분적으로 제거하여 전극이 노출되는 연결부를 형성할 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 기판(110)의 상부면에서, 상기 광 변환부(300)가 배치되지 않은 제 1 전극 상에 버퍼층(410)이 배치되는 경우 제 1 버퍼층(410)을 일부 제거하여, 제 1 전극(210)을 노출하거나, 상기 광 변환부(300)가 배치되지 않은 제 1 전극 상에는 처음부터 버퍼층(410)을 배치하지 않음으로써, 제 1 기판(110) 상에 제 1 연결부(211)을 형성할 수 있다. 또한, 상기 제 2 기판(120)의 하부면에서, 상기 광 변환부(300)가 배치되지 않은 제 2 전극 상에 접착층(420)이 배치되는 경우, 일부 접착층(420)을 제거하거나, 접착 공정 중 상기 광 변환부(300)가 배치되지 않은 제 2 전극 상에는 접착층을 배치하지 않음으로써, 제 2 기판(120) 하부에 제 2 연결부(221)을 형성할 수 있다.
상기 연결부들에는 이방전도성필름(ACF) 등을 통해 인쇄회로기판 또는 플렉서블 인쇄회로기판이 연결되고, 인쇄회로기판이 외부전원과 연결되어, 상기 광 경로 제어 부재에 전압이 인가될 수 있다.
이하. 도 19 내지 도 23을 참조하여, 실시예에 따른 광 경로 제어 부재가 적용되는 표시 장치 및 디스플레이 장치를 설명한다.
도 19 및 도 20을 참조하면, 실시예에 따른 광 경로 제어 부재(1000)는 표시 패널(2000) 상에 또는 하부에 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 접착 부재(1500)를 통해 서로 접착될 수 있다. 상기 접착 부재(1500)는 투명할 수 있다. 예를 들어, 상기 접착 부재(1500)는 광학용 투명 접착 물질을 포함하는 접착제 또는 접착층을 포함할 수 있다.
상기 접착 부재(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,
한편, 도 19 및 도 20을 참조하면 상기 광 경로 제어 부재는 일단 또는 일단 및 타단이 돌출되고, 돌출된 부분에는 광 변환부가 배치되지 않을 수 있다. 상기 돌출 영역은 상기 제 1 전극(210) 및 상기 제 2 전극(220)이 노출되는 전극 연결부로서, 상기 전극 연결부를 통해 외부의 인쇄회로기판과 광 경로 제어 부재를 연결할 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 광 경로 제어 부재는 상기 액정 패널의 하부에 형성될 수 있다. 즉, 액정 패널에서 사용자가 바라보는 면이 상기 액정 패널의 상부로 정의할 때, 상기 광 경로 제어 부재는 상기 액정 패널의 하부에 배치될 수 있다. 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 블랙전해질가 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 유닛(3000)을 더 포함할 수 있다.
즉, 도 19와 같이 상기 광 경로 제어 부재는 상기 액정 패널의 하부 및 상기 백라이트 유닛(3000)의 상부에 배치되어, 상기 광 경로 제어 부재는 상기 백라이트 유닛(3000)과 상기 표시 패널(2000) 사이에 배치될 수 있다.
또는, 도 20과 같이 상기 표시 패널(2000)이 유기발광 다이오드 패널인 경우, 상기 광 경로 제어 부재는 상기 유기발광 다이오드 패널의 상부에 형성될 수 있다. 즉, 유기발광 다이오드 패널에서 사용자가 바라보는 면이 상기 유기발광 다이오드 패널의 상부로 정의할 때, 상기 광 경로 제어 부재는 상기 유기발광 다이오드 패널의 상부에 배치될 수 있다. 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.
즉, 상기 표시 패널(2000) 또는 상기 백라이트 유닛(3000)에서 출사되는 광은 상기 광 경로 제어 부재의 제 2 기판(120)에서 제 1 기판(110) 방향으로 이동할 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 유기발광 다이오드 패널인 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 제 1 기판(110)의 일면과 접착될 수 있다. 도면에는 도시되지 않았지만, 상기 기능층(1300)은 상기 광 경로 제어 부재의 제 1 기판(110)과 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.
또한, 도면에서는 실시예에 따른 광 경로 제어 부재의 광 변환부가 상기 제 2 기판의 외측면과 평행 또는 수직한 방향으로 도시 되었으나, 상기 광 변환부는 상기 제 2 기판의 외측면과 일정 각도 경사지게 형성할 수도 있다. 이를 통해 상기 표시 패널과 상기 광 경로 제어 부재 사이에 발생하는 무아레 현상을 줄일 수 있다.
도 21 내지 도 23을 참조하면, 실시예에 따른 광 경로 제어 부재는 다양한 디스플레이 장치에 적용될 수 있다.
도 21 내지 도 23을 참조하면, 실시예에 따른 광 경로 제어 부재는 디스플레이를 표시하는 디스플레이 장치에 적용될 수 있다.
예를 들어, 도 21과 같이 광 경로 제어 부재에 전원이 인가되는 경우, 상기 수용부가 광 투과부로 기능하여, 디스플레이 장치가 공개 모드로 구동될 수 있고, 도 22와 같이 광 경로 제어 부재에 전원이 인가되지 않는 경우에는 상기 수용부가 광 차단부로 기능하여, 디스플레이 장치가 차광 모드로 구동될 수 있다.
이에 따라, 사용자가 전원의 인가에 따라 디스플레이 장치를 프라이버시 모드 또는 일반 모드로 용이하게 구동할 수 있다.
상기 백라이트 유닛 또는 자발광 소자에서 출사되는 광은 상기 제 1 기판에서 상기 제 2 기판 방향으로 이동할 수 있다. 또는, 상기 백라이트 유닛 또는 자발광 소자에서 출사되는 광은 상기 제 2 기판에서 상기 제 1 기판 방향으로도 이동할 수 있다.
또한, 도 23을 참조하면, 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 기판 상에 배치되는 제 1 전극;
    상기 제 1 전극 상에 배치되는 광 변환부;
    상기 제 1 기판 상에 배치되는 제 2 기판;
    상기 제 2 기판 하에 배치되는 제 2 전극; 및
    상기 광 변환부와 상기 제 2 전극 사이에 배치되는 접착층을 포함하고,
    상기 광 변환부는 교대로 배치되는 격벽부 및 수용부를 포함하고,
    상기 수용부는 분산액 및 광 변환 입자를 포함하고,
    상기 수용부는 전압의 인가에 따라 광 투과율이 변화되고,
    상기 분산액은 유전율(ε)이 10 이하인 용매를 포함하는 광 경로 제어 부재.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 분산액은 유전율(ε)이 5 이하인 용매를 포함하는 광 경로 제어 부재.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 분산액은 유전율(ε)이 3 이하인 용매를 포함하는 광 경로 제어 부재.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 분산액은 유전율(ε)이 2.1 초과 내지 3 이하인 용매를 포함하는 광 경로 제어 부재.
  5. 제 1항에 있어서,
    하기 식 1에 의해 정의된 85% 도달시간으로 측정되는 구동속도가 6초 미만인 광 경로 제어 부재.
    [식 1]
    85% 도달시간(sec) = (최대 휘도 - 최소 휘도)*0.85
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 분산액은 하나 이상의 용매를 포함하는, 광 경로 제어 부재.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 분산액은 극성 용매를 포함하는, 광 경로 제어 부재.
  8. 제 4항에 있어서,
    상기 극성 용매는 유전상수가 10 이하인 용매를 포함하는, 광 경로 제어 부재.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 분산액은 유전율이 서로 다른 용매가 혼합된 것을 포함하는, 광 경로 제어부재.
  10. 표시 패널; 및
    상기 표시 패널 상에 배치되는 광 경로 제어 부재를 포함하고,
    상기 광 경로 제어 부재는,
    제 1 기판;
    상기 제 1 기판 상에 배치되는 제 1 전극;
    상기 제 1 전극 상에 배치되는 광 변환부;
    상기 제 1 기판 상에 배치되는 제 2 기판;
    상기 제 2 기판 하에 배치되는 제 2 전극; 및
    상기 광 변환부와 상기 제 2 전극 사이에 배치되는 접착층을 포함하고,
    상기 광 변환부는 교대로 배치되는 격벽부 및 수용부를 포함하고,
    상기 수용부는 분산액 및 광 변환 입자를 포함하고,
    상기 수용부는 전압의 인가에 따라 광 투과율이 변화되고,
    상기 분산액은 유전율(ε)이 10 이하인 용매를 포함하는, 디스플레이 장치.
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