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KR101557799B1 - 전기변색과 ｐｄｌｃ를 이용한 디스플레이 장치 및 그 구동방법 - Google Patents

전기변색과 ｐｄｌｃ를 이용한 디스플레이 장치 및 그 구동방법 Download PDF

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KR101557799B1
KR101557799B1 KR1020090004200A KR20090004200A KR101557799B1 KR 101557799 B1 KR101557799 B1 KR 101557799B1 KR 1020090004200 A KR1020090004200 A KR 1020090004200A KR 20090004200 A KR20090004200 A KR 20090004200A KR 101557799 B1 KR101557799 B1 KR 101557799B1
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차승남
정재은
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Abstract

전기변색과 PDLC를 이용한 디스플레이 장치 및 그 구동방법이 개시된다. 개시된 디스플레이 장치는, 일정한 간격으로 이격되게 배치되는 복수의 제1 및 제2 전극; 제1 전극들과 제2 전극들 사이에 형성되는 PDLC(polymer dispersed liquid crystal)층; 제2 전극들 상부에 마련되는 것으로, 일정한 간격으로 이격되게 배치되는 복수의 제3 및 제4 전극; 제3 전극들과 제4 전극들 사이에 형성되는 복수의 전기변색층(electrochromic layer); 및 제3 전극들과 제4 전극들 사이에 형성되는 전해질층;을 포함한다.

Description

전기변색과 ＰＤＬＣ를 이용한 디스플레이 장치 및 그 구동방법{Display device using electrochromism and polymer dispersed liquid crystal and method of driving the same}
전기변색과 PDLC를 이용한 디스플레이 장치 및 그 구동방법이 제공된다.
전기변색 소자(electrochromic device)는 전기변색 물질이 전자 또는 정공을 공급받음으로써 소정 색상으로 변색되는 소자를 말한다. 이러한 전기변색 소자는 전자 종이, 광고판 등과 같은 디스플레이 장치에 유용하게 응용될 수 있다. 상기 전기변색 소자는 전자 또는 정공의 공급에 의해 색상이 바뀐 후에 전력 공급을 중단하여도 변색 상태가 유지되는 메모리 특성을 가지고 있으므로 정지 영상을 구현하는데 적합하다. 그러나, 이러한 메모리 특성으로 인하여 응답속도가 대략 느려지게 때문에 동영상 구현에는 어려움이 있다. 한편, 액정 디스플레이 장치 등과 같은 디스플레이 장치는 동영상 구현은 가능하지만, 메모리 특성을 가지고 있지 않기 때문에 전력이 중단되면 화면에 표시된 화상이 사라지게 되므로, 전자 종이나 광고판 등에 사용될 경우에는 계속적인 전력 공급이 필요하다는 단점이 있다.
본 발명의 실시예들은 전기변색과 PDLC를 이용한 디스플레이 장치 및 그 구동방법을 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따른 디스플레이 소자는,
일정한 간격으로 이격되게 배치되는 복수의 제1 및 제2 전극;
상기 제1 전극들과 제2 전극들 사이에 형성되는 PDLC(polymer dispersed liquid crystal)층;
상기 제2 전극들 상부에 마련되는 것으로, 일정한 간격으로 이격되게 배치되는 복수의 제3 및 제4 전극;
상기 제3 전극들과 제4 전극들 사이에 형성되는 복수의 전기변색층(electrochromic layer); 및
상기 제3 전극들과 제4 전극들 사이에 형성되는 전해질층;을 포함한다.
상기 제1 전극들의 하면에는 빛 흡수층이 형성될 수 있다.
상기 디스플레이 장치는 하나의 픽셀 당 3개 이상의 소정 색상의 전기변색층들을 포함할 수 있다. 또한, 상기 디스플레이 장치는 하나의 픽셀 당 상하방향으로 배치되는 레드 및 시안 전기변색층, 상하방향으로 배치되는 그린 및 마젠타 전기변색층, 그리고 상하방향으로 배치되는 블루 및 옐로우 전기변색층을 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 전극들은 각각 일체로 형성된 공통전극 및 서브 픽셀들에 대응하는 픽셀 전극들이며, 상기 제3 및 제4 전극들은 상기 제2 전극들에 대응하는 픽셀 전극들 및 일체로 형성된 공통전극이 될 수 있다. 이 경우, 서로 대응하는 상기 제2 전극과 제4 전극은 하나의 TFT에 전기적으로 연결될 수 있다.
상기한 디스플레이 장치를 구동하는 방법에 있어서,
상기 제1 전극들과 제2 전극들 사이에 전압이 인가되지 않은 상태에서, 소정의 제3 및 제4 전극 사이에 전압을 인가함으로써 정지 영상을 구현하는 디스플레이 장치의 구동방법이 개시된다.
또한, 상기한 디스플레이 장치를 구동하는 방법에 있어서,
상기 제3 전극들과 제4 전극들 사이에 소정 전압을 인가한 다음, 상기 제3 전극들과 제4 전극들을 플로팅(floating)시키는 단계; 및
소정의 상기 제1 및 제2 전극 사이에 전압을 인가하는 단계;를 포함함으로써 동영상을 구현하는 디스플레이 장치의 구동방법이 개시된다.
상기 제3 전극들과 제4 전극들 사이에 상기 전기변색층들에 대응하여 복수의 컬러필터층이 더 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 전기변색층들은 전계의 인가에 의해 블랙으로 변색되는 물질로 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 디스플레이 장치는,
일정한 간격으로 이격되게 배치되는 복수의 제1 및 제2 전극;
상기 제1 전극들과 제2 전극들 사이에 형성되는 것으로, 블랙 염료(black dye)를 포함하는 PDLC(polymer dispersed liquid crystal)층;
상기 제2 전극들 상부에 마련되는 것으로, 일정한 간격으로 이격되게 배치되는 복수의 제3 및 제4 전극;
상기 제3 전극들과 제4 전극들 사이에 형성되는 복수의 전기변색층(electrochromic layer); 및
상기 제3 전극들과 제4 전극들 사이에 형성되는 전해질층;을 포함한다.
상기 제1 전극들의 하면에는 빛 반사층이 형성될 수 있다.
상기 제1 전극들의 하부에는 백라이트 유닛이 마련될 수 있다. 이 경우, 상기 제1 전극들과 백라이트 유닛 사이에는 투명 플레이트가 마련될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치는 전기변색 및 PDLC를 이용함으로써 동영상 외에 메모리 특성에 의한 정지 영상도 구현할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 각 구성요소의 크기나 두께는 설명의 명료성을 위하여 과장되어 있을 수 있다. 한편, 이하에 설명되는 실시예는 단지 예시적인 것에 불과하며, 이러한 실시예들로부터 다양한 변형이 가능하다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 1에는 편의상 디스플레이 장치의 한 픽셀 부분만 도시되어 있다. 그리고, 도 1에서는 디스플레이 장치의 한 픽셀이 레드, 그린 및 블루 서브픽셀들(150R,150G,150B)로 구성된 경우를 예로 들어 도시되었다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 디스플레이 장치는 PDLC 부 (polymer dispersed liquid crystal part,130)와 상기 PDLC 부(130)의 상부에 마련되는 전기변색부(electrochromism part,140)을 포함한다. 상기 PDLC부(130)는 일정한 간격으로 서로 이격되게 배치되는 복수의 제1 및 제2 전극(131,132)과, 상기 제1 전극들(131)과 제2 전극들(132) 사이에 형성되는 PDLC(polymer dispersed liquid crystal)층(135)을 포함한다. 여기서, PM 방식(passive matrix type)의 디스플레이 장치에서는 상기 제1 전극들(131)과 제2 전극들(132)은 서로 교차하도록 형성될 수 있다. 또한, AM 방식(active matrix type)의 디스플레이 장치에서는 상기 제1 전극들(131)이 일체로 형성되어 공통 전극(common electrode)을 형성하고, 상기 제2 전극들(132)은 소정 색상의 서브 픽셀들(150R,150G,150B)에 대응하여 형성될 수 있다. 한편, 상기 제1 전극들(131)과 제2 전극들(132) 중 제2 전극들(132)이 일체로 형성되어 공통 전극을 형성할 수도 있다. 이러한 제1 및 제2 전극들(131,132)은 투명한 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 그리고, 상기 PDLC 층(135)은 폴리머(134)와 상기 폴리머(134) 내에 분산된 액정(133)으로 구성될 수 있다. 한편, 상기 제1 전극들(131)의 하면에는 빛 흡수층(136)이 형성될 수 있다.
상기 PDLC 부(130)와 전기변색부(140) 사이에는 투명한 제1 기판(110)이 마련될 수 있다. 그리고, 상기 전기변색부(140)는 일정한 간격으로 서로 이격되게 배치되는 복수의 제3 및 제4 전극(141,142)과, 상기 제3 전극들(141) 상에 형성되는 복수의 전기변색층(145R,145G,145B), 그리고, 상기 제3 전극들(141)과 제4 전극들(142) 사이에 형성되는 전해질층(146)을 포함한다. 여기서, PM 방식(passive matrix type)의 디스플레이 장치에서는 상기 제3 전극들(141)과 제4 전극들(142)이 서로 교차하도록 형성될 수 있다. 또한, AM 방식(active matrix type)의 디스플레이 장치에서는 상기 제4 전극들(142)이 일체로 형성되어 공통 전극(common electrode)을 형성하고, 상기 제3 전극들(141)은 소정 색상의 서브 픽셀들(150R,150G,150B)에 대응하여 형성될 수 있다. 한편, 상기 제3전극들(141)과 제4 전극들(142) 중 제3 전극들(141)이 일체로 형성되어 공통 전극을 형성할 수도 있다. 이러한 제3 및 제4 전극들(141,142)은 투명한 도전성 물질로 이루어질 수 있다.
상기 디스플레이 장치는 하나의 픽셀 당 예를 들면, 전계의 인가에 의하여 각각 레드, 그린 및 블루 색상으로 전기변색을 일으키는 레드 전기변색층(145R), 그린 전기변색층(145G) 및 블루 전기변색층(145B)을 포함할 수 있다. 이러한 전기변색층(145R,145G,145B)은 나노입자들과 이 나노입자들의 표면에 코팅되는 전기변색물질을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 나노입자들은 예를 들면, TiO2 로 이루어질 수 있다. 상기 전기변색물질은 전계의 인가에 의하여 전자 또는 정공을 공급받음으로써 소정 색상으로 전기변색을 일으키는 물질을 말한다. 한편, 상기 전기변색층들(145R,145G,145B)은 제3 전극들(141) 상에 소정의 전기변색물질을 코팅함으로써 형성될 수도 있다. 상기 제3 전극들(141)과 제4 전극들(142) 사이에는 전기 변색이 일어날 때 이온이 이동할 수 있도록 전해질층(70)으로 채워져 있다. 여기서, 상기 전해질층(70)은 용매와 이 용매 내에 녹아 있는 이온화 물질로 이루어져 있다. 한 편, 도면에는 도시되어 있지 않으나 상기 제3 전극들(141)과 제4 전극들(142) 사이에는 전하의 안정성(charge stability)을 향상시키기 위한 것으로, 전기변색 물질에 대응하는 물질로 이루어진 대응물질층이 더 형성될 수도 있다. 예를 들면, 상기 전기변색층(145R,145G,145B)이 전자를 공급받아 전기변색을 일으키는 전기변색물질로 이루어진 경우에 상기 대응물질층은 전기 변색시 정공을 공급받는 물질로 이루어질 수 있다. 한편, 상기 제4 전극들(142)의 상면에는 투명한 제2 기판(120)이 마련될 수 있다. 도 1에서는 참조부호 147은 격벽을 나타낸다.
본 실시예에 따른 디스플레이 장치는 PDLC 부 (polymer dispersed liquid crystal part,130)와 상기 PDLC 부(130)의 상부에 마련되는 전기변색부(electrochromism part,140)을 포함한다. 상기 PDLC부(130)는 일정한 간격으로 서로 이격되게 배치되는 복수의 제1 및 제2 전극(131,132)과, 상기 제1 전극들(131)과 제2 전극들(132) 사이에 형성되는 PDLC(polymer dispersed liquid crystal)층(135)을 포함한다. 여기서, PM 방식(passive matrix type)의 디스플레이 장치에서는 상기 제1 전극들(131)과 제2 전극들(132)은 서로 교차하도록 형성될 수 있다. 또한, AM 방식(active matrix type)의 디스플레이 장치에서는 상기 제1 전극들(131)이 일체로 형성되어 공통 전극(common electrode)을 형성하고, 상기 제2 전극들(132)은 소정 색상의 서브 픽셀들(150R,150G,150B)에 대응하여 형성될 수 있다. 한편, 상기 제1 전극들(131)과 제2 전극들(132) 중 제2 전극들(132)이 일체로 형성되어 공통 전극을 형성할 수도 있다. 이러한 제1 및 제2 전극들(131,132)은 투명한 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 그리고, 상기 PDLC 층(135)은 폴리머(134) 와 상기 폴리머(134) 내에 분산된 액정(133)으로 구성될 수 있다. 한편, 상기 제1 전극들(131)의 하면에는 빛 흡수층(136)이 형성될 수 있다.
상기 PDLC 부(130)와 전기변색부(140) 사이에는 투명한 제1 기판(110)이 마련될 수 있다. 그리고, 상기 전기변색부(140)는 일정한 간격으로 서로 이격되게 배치되는 복수의 제3 및 제4 전극(141,142)과, 상기 제3 전극들(141) 상에 형성되는 복수의 전기변색층(145R,145G,145B), 그리고, 상기 제3 전극들(141)과 제4 전극들(142) 사이에 형성되는 전해질층(146)을 포함한다. 여기서, PM 방식(passive matrix type)의 디스플레이 장치에서는 상기 제3 전극들(141)과 제4 전극들(142)이 서로 교차하도록 형성될 수 있다. 또한, AM 방식(active matrix type)의 디스플레이 장치에서는 상기 제4 전극들(142)이 일체로 형성되어 공통 전극(common electrode)을 형성하고, 상기 제3 전극들(141)은 소정 색상의 서브 픽셀들(150R,150G,150B)에 대응하여 형성될 수 있다. 한편, 상기 제3전극들(141)과 제4 전극들(142) 중 제3 전극들(141)이 일체로 형성되어 공통 전극을 형성할 수도 있다. 이러한 제3 및 제4 전극들(141,142)은 투명한 도전성 물질로 이루어질 수 있다.
상기 디스플레이 장치는 하나의 픽셀 당 예를 들면, 전계의 인가에 의하여 각각 레드, 그린 및 블루 색상으로 전기변색을 일으키는 레드 전기변색층(145R), 그린 전기변색층(145G) 및 블루 전기변색층(145B)을 포함할 수 있다. 이러한 전기변색층(145R,145G,145B)은 나노입자들과 이 나노입자들의 표면에 코팅되는 전기변 색물질을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 나노입자들은 예를 들면, TiO2 로 이루어질 수 있다. 상기 전기변색물질은 전계의 인가에 의하여 전자 또는 정공을 공급받음으로써 소정 색상으로 전기변색을 일으키는 물질을 말한다. 한편, 상기 전기변색층들(145R,145G,145B)은 제3 전극들(141) 상에 소정의 전기변색물질을 코팅함으로써 형성될 수도 있다. 상기 제3 전극들(141)과 제4 전극들(142) 사이에는 전기 변색이 일어날 때 이온이 이동할 수 있도록 전해질층(70)으로 채워져 있다. 여기서, 상기 전해질층(70)은 용매와 이 용매 내에 녹아 있는 이온화 물질로 이루어져 있다. 한편, 도면에는 도시되어 있지 않으나 상기 제3 전극들(141)과 제4 전극들(142) 사이에는 전하의 안정성(charge stability)을 향상시키기 위한 것으로, 전기변색 물질에 대응하는 물질로 이루어진 대응물질층이 더 형성될 수도 있다. 예를 들면, 상기 전기변색층(145R,145G,145B)이 전자를 공급받아 전기변색을 일으키는 전기변색물질로 이루어진 경우에 상기 대응물질층은 전기 변색시 정공을 공급받는 물질로 이루어질 수 있다. 한편, 상기 제4 전극들(142)의 상면에는 투명한 제2 기판(120)이 마련될 수 있다. 도 1에서는 참조부호 147은 격벽을 나타낸다.v도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 디스플레이 장치를 구동하는 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
먼저, 도 2는 도 1에 도시된 디스플레이 장치를 이용하여 정지 영상을 구현하는 방법을 보여주는 도면이다. 도 2를 참조하면, PDLC부(130)의 제1 전극들(131)과 제2 전극들(132) 사이에 전압이 인가되지 않은 상태에서, 예를 들어 그린 서브픽셀(150G)에 대응하는 제3 전극(141)과 제4 전극(142) 사이에 소정 전압(예를 들 면, V1)을 인가하게 되면 그린 전기변색층(145G)이 변색을 일으키게 된다. 이에 따라, 외부의 그린 색상의 빛(G)은 변색된 그린 전기변색층(145G)을 투과하게 되고, 이렇게 투과한 그린 색상의 빛(G)은 PDLC 부(130)에서 반사됨으로써 그린 서브픽셀(150G)로부터 그린 색상의 빛(G)이 나오게 된다. 여기서, 상기 PDLC 부(130)는 제1 전극들(131)과 제2 전극들(132) 사이에 전압이 인가되지 않았으므로, 외부의 빛을 반사시키는 역할을 하게 된다. 이후, 상기 제3 전극(141)과 제4 전극(142) 사이에 인가된 전압을 제거하여도 메모리 특성에 의하여 상기 그린 전기변색층(145G)은 그린 색상의 변색 상태를 유지하게 된다. 이와 같은 메모리 특성을 이용하여 원하는 전기변색층들(145R,145G,145B)을 소정 색상으로 변색시킴으로써 원하는 정지 영상을 구현할 수 있게 된다.
다음으로, 도 3은 도 1에 도시된 디스플레이 장치를 이용하여 동영상을 구현하는 방법을 보여주는 도면이다. 도 3을 참조하면, 먼저 전기변색부(140)의 모든 제3 전극들(141)과 제4 전극들(142) 사이에 소정 전압(예를 들면, V1)을 인가하면 레드, 그린 및 블루 전기변색층들(145R,145G,145B)이 각각 레드, 그린 및 블루 색상으로 변색을 일으키게 된다. 그리고, 이어서 상기 제3 전극들(141)과 제4 전극들(142) 사이에 인가되었던 전압을 제거하여 상기 제3 전극들(141)과 제4 전극들(142)을 플로팅(floating) 상태로 유지하게 되면, 메모리 특성에 의하여 상기 레드, 그린 및 블루 전기변색층(145R,145G,145B)은 변색 상태를 유지하게 된다. 따라서, 외부의 레드, 그린 및 블루 색상의 빛(R,G,B)은 각각 레드, 그린 및 블루 전기 변색층(145R,145G,145B)을 투과하여 PDLC 부(130) 쪽으로 입사하게 된다. 즉, 변색된 레드, 그린 및 블루 전기변색층(145R,145G,145B)은 컬러 필터의 역할을 하게 된다. 다음으로, PDLC 부(130)의 소정 전극들, 예를 들어 레드 및 블루 서브픽셀(150R,150B)에 대응하는 제1 전극들(131)과 제2 전극들(132) 사이에 소정 전압(예를 들어 V2)를 인가한다. 이에 따라, PDLC 부(130)로 입사하는 레드, 그린 및 블루 색상의 빛(R,G,B) 중에서 레드 및 블루 색상의 빛(R,B)은 PDLC 층(135)을 투과하여 빛 흡수층(136)에 흡수되고, 그린 색상의 빛(G)은 PDLC 부(130)에서 반사됨으로써 그린 서브픽셀(150G)로부터 그린 색상의 빛(G)이 나오게 된다. 여기서, 상기 PDLC층(130)은 메모리 특성을 가지고 있지 않으므로, PDLC 부(130)의 원하는 제1 및 제2 전극들(131,132) 사이에 전압을 인가하면, 동영상을 구현할 수 있다.
도 4는 도 1에 도시된 디스플레이 장치의 변형예를 도시한 것으로, 도 4를 참조하면, 전기변색부(140)의 상부전극들인 제4 전극들(142)의 하면에 레드, 그린 및 블루 전기변색층(145R',145G',145B')이 형성될 수 있다. 이러한 구성은 이하의 실시예들에서도 응용될 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다. 이하에서는 전술한 실시예와 다른 점을 중심으로 설명한다.
도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 디스플레이 장치는 PDLC 부(230)와 상기 PDLC 부(230)의 상부에 마련되는 전기변색부(240)을 포함한다. 상기 PDLC부(230)는 일정한 간격으로 서로 이격되게 배치되는 복수의 제1 및 제2 전극(231,232)과, 상 기 제1 전극들(231)과 제2 전극들(232) 사이에 형성되는 PDLC층(235)을 포함한다. 여기서, 상기 제1 및 제2 전극들(231,232)은 투명한 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 그리고, 상기 PDLC 층(235)은 폴리머(234)와 상기 폴리머(234) 내에 분산된 액정(233)으로 구성될 수 있다. 그리고, 상기 제1 전극들(231)의 하면에는 빛 흡수층(236)이 형성될 수 있다.
상기 PDLC 부(230)와 전기변색부(240) 사이에는 투명한 제1 기판(210)이 마련될 수 있다. 그리고, 상기 전기변색부(240)는 일정한 간격으로 서로 이격되게 배치되는 복수의 제3 및 제4 전극(241,242)과, 상기 제3 전극들(241) 상에 형성되는 복수의 컬러필터층(249R,249G,249B), 상기 컬러필터층들(249R,249G,249B) 상에 형성되는 복수의 전기변색층(245), 그리고, 상기 제3 전극들(241)과 제4 전극들(242) 사이에 형성되는 전해질층(246)을 포함한다. 상기 제3 및 제4 전극들(241,242)은 투명한 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 상기 컬러필터층들은 예를 들어 레드, 그린 및 블루 컬러필터층(249R,249G,249B)이 될 수 있다. 그리고, 상기 컬러필터층들(249R,249G,249B) 상에 형성되는 전기변색층들(245)은 전계가 인가되지 않은 경우에는 투명하고, 전계의 인가에 의하여 블랙으로 전기변색을 일으키는 물질로 이루어질 수 있다. 한편, 상기 제4 전극들(242)의 상면에는 투명한 제2 기판(220)이 마련될 수 있다. 도 5에서는 참조부호 247은 격벽을 나타낸다.
도 6 및 도 7은 도 5에 도시된 디스플레이 장치를 구동하는 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
먼저, 도 6은 도 5에 도시된 디스플레이 장치를 이용하여 정지 영상을 구현 하는 방법을 보여주는 도면이다. 도 6을 참조하면, PDLC부(230)의 제1 전극들(231)과 제2 전극들(232) 사이에 전압이 인가되지 않은 상태에서, 예를 들어 레드 및 블루 서브픽셀(250R,250B)에 대응하는 제3 전극들(241)과 제4 전극들(242) 사이에 소정 전압(예를 들면, V1)을 인가하게 되면 레드 및 블루 서브픽셀(250R,250B)의 전기변색층들(245)이 블랙으로 전기변색을 일으키게 된다. 이에 따라, 외부의 빛 중 그린 색상의 빛(G)만이 그린 서브픽셀(250G)의 전기변색층(245)을 투과하게 되고, 이렇게 투과한 그린 색상의 빛(G)은 PDLC 부(230)에서 반사됨으로써 그린 서브픽셀(250G)로부터 그린 색상의 빛(G)이 나오게 된다. 여기서, 상기 PDLC 부(230)는 제1 전극들(231)과 제2 전극들(232) 사이에 전압이 인가되지 않았으므로, 외부의 빛을 반사시키는 역할을 하게 된다. 이후, 상기 제3 전극들(241)과 제4 전극들(242) 사이에 인가된 전압을 제거하여도 메모리 특성에 의하여 블랙으로 변색된 전기변색층들(245)은 그 변색 상태를 유지하게 된다. 이와 같은 메모리 특성을 이용하여 원하는 전기변색층들(245)을 소정 색상으로 변색시킴으로써 추가적인 전력 공급이 없어도 원하는 정지 영상을 구현할 수 있게 된다.
다음으로, 도 7은 도 5에 도시된 디스플레이 장치를 이용하여 동영상을 구현하는 방법을 보여주는 도면이다. 도 7을 참조하면, 먼저 전기변색부(240)의 제3 전극들(241)과 제4 전극들(242) 사이에 전압을 인가하지 않으면, 전기변색층들(245)이 투명상태를 유지하게 된다. 이에 따라, 외부의 레드, 그린 및 블루 색상의 빛(R,G,B)은 각각 레드, 그린 및 블루 컬러필터층(249R,249G,249B)을 투과하여 PDLC 부(230) 쪽으로 입사하게 된다. 다음으로, PDLC 부(230)의 소정 전극들, 예를 들어 레드 및 블루 서브픽셀(250R,250B)에 대응하는 제1 전극들(231)과 제2 전극들(232) 사이에 소정 전압(예를 들어 V2)를 인가한다. 이에 따라, PDLC 부(230)로 입사하는 레드, 그린 및 블루 색상의 빛(R,G,B) 중에서 레드 및 블루 색상(R,B)의 빛은 PDLC 층(235)을 투과하여 빛 흡수층(236)에 흡수되고, 그린 색상의 빛(G)은 PDLC 부(230)에서 반사됨으로써 그린 서브픽셀(250G)로부터 그린 색상의 빛(G)이 나오게 된다. 여기서, 상기 PDLC층(235)은 메모리 특성을 가지고 있지 않으므로, PDLC 부(230)의 원하는 제1 및 제2 전극들(231,232) 사이에 전압을 인가하면, 동영상을 구현할 수 있다.
도 8는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다. 이하에서는 전술한 실시예와 다른 점을 중심으로 설명한다.
도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 디스플레이 장치는 PDLC 부(330)와 상기 PDLC 부(330)의 상부에 마련되는 전기변색부(340)을 포함한다. 상기 PDLC부(330)는 일정한 간격으로 서로 이격되게 배치되는 복수의 제1 및 제2 전극(331,332)과, 상기 제1 전극들(331)과 제2 전극들(332) 사이에 형성되는 PDLC층(335)을 포함한다. 그리고, 상기 PDLC 층(335)은 폴리머(334)와 상기 폴리머(334) 내에 분산된 액정(333)과, 상기 액정(333) 내에 포함된 블랙 염료(black dye,331)를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 제1 전극들(331)의 하면에는 반사층(336)이 형성될 수 있다.
상기 PDLC 부(330)와 전기변색부(340) 사이에는 투명한 제1 기판(310)이 마 련될 수 있다. 그리고, 상기 전기변색부(340)는 일정한 간격으로 서로 이격되게 배치되는 복수의 제3 및 제4 전극(341,342)과, 상기 제3 전극들(341) 상에 형성되는 복수의 전기변색층(345R,345G,345B), 그리고, 상기 제3 전극들(341)과 제4 전극들(342) 사이에 형성되는 전해질층(346)을 포함한다. 상기 디스플레이 장치는 하나의 픽셀 당 예를 들면, 전계의 인가에 의하여 각각 레드, 그린 및 블루 색상으로 전기변색을 일으키는 레드 전기변색층(345R), 그린 전기변색층(345G) 및 블루 전기변색층(345B)을 포함할 수 있다. 한편, 상기 제4 전극들(342)의 상면에는 투명한 제2 기판(320)이 마련될 수 있다. 도 8에서는 참조부호 347은 격벽을 나타낸다.
도 9 및 도 10은 도 8에 도시된 디스플레이 장치를 구동하는 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
먼저, 도 9는 도 8에 도시된 디스플레이 장치를 이용하여 정지 영상을 구현하는 방법을 보여주는 도면이다. 도 9를 참조하면, PDLC부(330)의 제1 전극들(331)과 제2 전극들(332) 사이에 소정 전압(예를 들면, V2)이 인가하게 되면 상기 PDLC 부(330)는 외부의 빛을 투과시키는 역할을 한다. 그리고, 이와 같이 PDLC부(330)의 제1 전극들(331)과 제2 전극들(332) 사이에 소정 전압(예를 들면, V2)이 인가된 상태에서, 예를 들어 그린 서브픽셀(350G)에 대응하는 제3 전극(341)과 제4 전극(342) 사이에 소정 전압(예를 들면, V1)을 인가하면 그린 전기변색층(345G)이 변색을 일으키게 된다. 이에 따라, 외부의 그린 색상의 빛(G)은 변색된 그린 전기변색층(345R)을 투과하게 되고, 이렇게 투과한 그린 색상의 빛(G)은 PDLC 부(330)을 투과하여 반사층(336)에서 반사되어 외부로 나감으로써 그린 서브픽셀(350G)로부터 그린 색상의 빛(G)이 나오게 된다. 이후, 상기 제3 전극(341)과 제4 전극(342) 사이에 인가된 전압을 제거하여도 메모리 특성에 의하여 변색된 그린 전기변색층(345G)은 그린 색상의 변색 상태를 유지하게 된다. 이와 같은 메모리 특성을 이용하여 원하는 전기변색층들(345R,345G,345B)을 소정 색상으로 변색시킴으로써 원하는 정지 영상을 구현할 수 있게 된다.
다음으로, 도 10은 도 8에 도시된 디스플레이 장치를 이용하여 동영상을 구현하는 방법을 보여주는 도면이다. 도 10을 참조하면, 먼저 전기변색부(340)의 모든 제3 전극들(341)과 제4 전극들(342) 사이에 소정 전압(예를 들면, V1)을 인가하면 레드, 그린 및 블루 전기변색층들(345R,345G,345B)이 각각 레드, 그린 및 블루 색상으로 변색을 일으키게 된다. 그리고, 이어서 상기 제3 전극들(341)과 제4 전극들(342) 사이에 인가되었던 전압을 제거하여 상기 제3 전극들(341)과 제4 전극들(342)을 플로팅(floating) 상태로 유지하게 되면, 메모리 특성에 의하여 상기 레드, 그린 및 블루 전기변색층(345R,345G,345B)은 변색 상태를 유지하게 된다. 따라서, 외부의 레드, 그린 및 블루 색상의 빛(R,G,B)은 각각 레드, 그린 및 블루 전기변색층(345R,345G,345B)을 투과하여 PDLC 부(330) 쪽으로 입사하게 된다. 여기서, 변색된 레드, 그린 및 블루 전기변색층(345R,345G,345B)은 컬러 필터의 역할을 하게 된다. 다음으로, PDLC 부(330)의 소정 전극들, 예를 들어 그린 서브픽셀(350G)에 대응하는 제1 전극(331)과 제2 전극(332) 사이에 소정 전압(예를 들어 V2)를 인 가한다. 이에 따라, PDLC 부(330)로 입사하는 레드, 그린 및 블루 색상의 빛(R,G,B) 중에서 레드 및 블루 색상의 빛(R,B)은 PDLC 층(330) 내의 블랙 염료(331)에 흡수되고, 그린 색상의 빛(G)은 PDLC층(335)을 투과하여 반사층(336)에서 반사되어 외부로 나감으로써 그린 서브픽셀(350G)로부터 그린 색상의 빛(G)이 나오게 된다. 여기서, 상기 PDLC층(335)은 메모리 특성을 가지고 있지 않으므로, PDLC 부(330)의 원하는 제1 및 제2 전극들(331,332) 사이에 전압을 인가하면, 동영상을 구현할 수 있다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다. 이하에서는 전술한 실시예들과 다른 점을 중심으로 설명한다.
도 11을 참조하면, 본 실시예에 따른 디스플레이 장치는 PDLC 부(330)와, 상기 PDLC 부(330)의 상부에 마련되는 전기변색부(340)와, 상기 PDLC부(330)의 하부에 마련되는 백라이트유닛(backlight unit,370)을 포함한다. 상기 PDLC부(330)는 일정한 간격으로 서로 이격되게 배치되는 복수의 제1 및 제2 전극(331,332)과, 상기 제1 전극들(331)과 제2 전극들(332) 사이에 형성되는 PDLC층(335)을 포함한다. 그리고, 상기 PDLC 층(335)은 폴리머(334)와 상기 폴리머(334) 내에 분산된 액정(333)과, 상기 액정(333) 내에 포함된 블랙 염료(331)를 포함할 수 있다.
상기 PDLC 부(330)와 전기변색부(340) 사이에는 투명한 제1 기판(310)이 마련될 수 있다. 그리고, 상기 전기변색부(340)는 일정한 간격으로 서로 이격되게 배치되는 복수의 제3 및 제4 전극(341,342)과, 상기 제3 전극들(341) 상에 형성되는 복수의 전기변색층(345R,345G,345B), 그리고, 상기 제3 전극들(341)과 제4 전극 들(342) 사이에 형성되는 전해질층(346)을 포함한다. 상기 디스플레이 장치는 하나의 픽셀 당 예를 들면, 전계의 인가에 의하여 각각 레드, 그린 및 블루 색상으로 전기변색을 일으키는 레드 전기변색층(345R), 그린 전기변색층(345G) 및 블루 전기변색층(345B)을 포함할 수 있다. 한편, 상기 제4 전극들(342)의 상면에는 투명한 제2 기판(320)이 마련될 수 있다. 도 11에서 참조부호 347은 격벽을 나타낸다.
상기 PDLC부(330)의 하부에는 상기 PDLC 부(330) 쪽으로 백색광(W)을 조사하는 백라이트 유닛(370)이 마련될 수 있다. 그리고, 상기 PDLC부(330)와 상기 백라이트 유닛(370) 사이에는 투명 플레이트(360)가 더 마련될 수 있다.
도 12 및 도 13은 도 11에 도시된 디스플레이 장치를 구동하는 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
먼저, 도 12는 도 11에 도시된 디스플레이 장치를 이용하여 정지 영상을 구현하는 방법을 보여주는 도면이다. 도 12를 참조하면, PDLC부(330)의 제1 전극들(331)과 제2 전극들(332) 사이에 소정 전압(예를 들면, V2)이 인가하게 되면 상기 PDLC 부(330)는 외부의 빛을 투과시키는 역할을 한다. 그리고, 이와 같이 PDLC부(330)의 제1 전극들(331)과 제2 전극들(332) 사이에 소정 전압(예를 들면, V2)이 인가된 상태에서, 예를 들어 그린 서브픽셀(350G)에 대응하는 제3 전극(341)과 제4 전극(342) 사이에 소정 전압(예를 들면, V1)을 인가하면 그린 전기변색층(345G)이 변색을 일으키게 된다. 이에 따라, 백라이트 유닛(370)으로부터 방출되는 백색광(W) 중 그린 색상의 빛(G) 만이 변색된 그린 전기변색층(345G)을 투과하게 외부 로 나가게 됨으로써 그린 서브픽셀(350G)로부터 그린 색상의 빛(G)이 나오게 된다. 이후, 상기 제3 전극(341)과 제4 전극(342) 사이에 인가된 전압을 제거하여도 메모리 특성에 의하여 변색된 그린 전기변색층(345G)은 그린 색상의 변색 상태를 유지하게 된다. 이와 같은 메모리 특성을 이용하여 원하는 전기변색층들(345R,345G,345B)을 소정 색상으로 변색시킴으로써 원하는 정지 영상을 구현할 수 있게 된다.
다음으로, 도 13은 도 11에 도시된 디스플레이 장치를 이용하여 동영상을 구현하는 방법을 보여주는 도면이다. 도 13을 참조하면, 먼저 전기변색부(340)의 모든 제3 전극들(341)과 제4 전극들(342) 사이에 소정 전압(예를 들면, V1)을 인가하면 레드, 그린 및 블루 전기변색층들(345R,345G,345B)이 각각 레드, 그린 및 블루 색상으로 변색을 일으키게 된다. 그리고, 이어서 상기 제3 전극들(341)과 제4 전극들(342) 사이에 인가되었던 전압을 제거하여 상기 제3 전극들(341)과 제4 전극들(342)을 플로팅(floating) 상태로 유지하게 되면, 메모리 특성에 의하여 변색된 상기 레드, 그린 및 블루 전기변색층(345R,345G,345B)은 변색 상태를 유지하게 된다. 여기서, 변색된 상기 레드, 그린 및 블루 전기변색층(345R,345G,345B)은 컬러 필터의 역할을 하게 된다. 다음으로, PDLC 부(330)의 소정 전극들, 예를 들어 그린 서브픽셀(350G)에 대응하는 제1 전극(331)과 제2 전극(332) 사이에 소정 전압(예를 들어 V2)를 인가한다. 이에 따라, 백라이트 유닛(370)으로부터 방출된 백색광(W) 중에서 레드 및 블루 색상(R,B)의 빛은 PDLC 층(335) 내의 블랙 염료(331)에 흡수되 고, 그린 색상의 빛(G)은 상기 PDLC층(335) 및 상기 변색된 그린 전기변색층(345G)을 투과하여 외부로 나감으로써 그린 서브픽셀(350G)로부터 그린 색상의 빛(G)이 나오게 된다. 여기서, 상기 PDLC층(335)은 메모리 특성을 가지고 있지 않으므로, PDLC 부(330)의 원하는 제1 및 제2 전극들(321,332) 사이에 전압을 인가하면, 동영상을 구현할 수 있다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다. 이하에서는 전술한 실시예와 다른 점을 중심으로 설명하기로 한다.
도 14를 참조하면, 본 실시예에 따른 디스플레이 장치는 PDLC 부(430)와 상기 PDLC 부(430)의 상부에 마련되는 전기변색부(440)을 포함한다. 상기 PDLC부(430)는 일정한 간격으로 서로 이격되게 배치되는 복수의 제1 및 제2 전극(431,432)과, 상기 제1 전극들(431)과 제2 전극들(432) 사이에 형성되는 PDLC층(435)을 포함한다. 그리고, 상기 PDLC 층(435)은 폴리머(434)와 상기 폴리머(434) 내에 분산된 액정(433)으로 구성될 수 있다. 한편, 상기 제1 전극들(431)의 하면에는 빛 흡수층(436)이 형성될 수 있다. 상기 PDLC 부(430)와 전기변색부(440) 사이에는 투명한 제1 기판(410)이 마련될 수 있다. 그리고, 상기 전기변색부(440)는 일정한 간격으로 서로 이격되게 배치되는 복수의 제3 및 제4 전극(441,442)과, 상기 제3 전극들(441)과 제4 전극들(442) 사이에 형성되는 복수의 전기변색층(445R,445G,445B,445C,445M,445Y), 그리고, 상기 제3 전극들(441)과 제4 전극들(442) 사이에 형성되는 전해질층(436)을 포함한다.
상기 디스플레이 장치는 하나의 픽셀 당 상하방향으로 배치되는 레드 및 시 안 전기변색층(445R,445C), 상하방향으로 배치되는 그린 및 마젠타 전기변색층(445G,445M), 그리고 상하방향으로 배치되는 블루 및 옐로우 전기변색층(445B,445Y)을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 레드 및 시안 전기변색층들(445R,445C)이 레드-시안 서브픽셀(450RC), 그린 및 마젠타 전기변색층들(445G,445M)이 그린-마젠타 서브픽셀(450GM), 블루 및 옐로우 전기변색층들(445B,445Y)이 블루-옐로우 서브픽셀(450BY)을 구성한다. 한편, 상기 제4 전극들(442)의 상면에는 투명한 제2 기판(420)이 마련될 수 있다. 도 14에서는 참조부호 147은 격벽을 나타낸다. 본 실시예에서와 같이, 하나의 픽셀당 서로 대응되는 전기변색층들(445R,445G,445B,445C,445M,445Y)을 상하로 배치하게 되면, 색재현성을 향상시킬 수 있다.
도 15는 도 14에 도시된 디스플레이 장치를 이용하여 레드 칼라를 구현하는 모습을 도시한 것이다. 도 14에 도시된 디스플레이 장치에서, 레드 전기변색층(445R), 마젠타 전기변색층(445M) 및 옐로우 전기변색층(445Y)을 각각 변색시키게 되면 도 15에 도시된 바와 같이 레드-시안 서브픽셀(450RC), 그린-마젠타 서브픽셀 (450GM)및 블루-옐로우 서브픽셀(450BY)에서 각각 적색, 마젠타 및 옐로우 색상의 빛(R,M,Y)이 나오게 된다. 이와 같이, 세 개의 서브픽셀(450RC,450GM,450BY)에서 각각 적색, 마젠타 및 옐로우 색상의 빛(R,M,Y)이 나오게 되면, 하나의 서브 픽셀에서 적색의 빛이 나오는 경우보다 적색을 보다 완벽하게 표현할 수 있다.
도 16a 내지 도 16c는 도 14에 도시된 디스플레이 장치에서, 픽셀의 변형예들을 도시한 것이다. 도 16a 내지 도 16c에 도시된 픽셀은 6개의 서브픽셀로 이루 어진 경우를 도시한 것이다.
도 16a를 참조하면, 하나의 픽셀(550)이 6개의 레드, 그린, 블루, 시안, 마젠타, 옐로우 서브픽셀들(550R,550G,550B,550C,550M,550Y)로 구성되어 있다. 여기서, 상기 6개의 서브픽셀들(550R,550G,550B,550C,550M,550Y)은 동일평면 상에 마련된 레드, 그린, 블루, 시안, 마젠타, 옐로우 전기변색층을 이용하여 형성할 수 있다. 도 16b를 참조하면, 하나의 픽셀(550)이 3개의 투명 픽셀들(550W)과 3개의 레드, 그린, 블루 서브픽셀(550R,550G,550B)로 구성되어 있다. 여기서, 상기 투명 픽셀(550W)은 전계가 인가되지 않은 상태에서 빛을 투과하는 물질로 이루어진 전기변색층을 이용하여 형성될 수 있다. 그리고, 도 16c를 참조하면, 하나의 픽셀(550)이 3개의 블랙 픽셀들(550K)과 3개의 시안, 마젠타, 옐로우 서브픽셀들(550C,550M,550Y)로 구성되어 있다. 여기서, 상기 흑색 픽셀(550K)은 전계가 인가됨에 따라 흑색으로 변색되는 물질로 이루어진 전기변색층을 이용하여 형성될 수 있다. 도 16a 내지 도 16c에 도시된 바와 같이 픽셀을 구성하게 되면, 색표현 능력을 향상시킬 수 있다. 한편, 이상에서 설명된 픽셀의 변형예들은 단지 예시적인 것으로 이외에도 다양한 변형이 가능하다. 또한, 이러한 픽셀의 변형예들은 전술한 모든 실시예들에 응용될 수 있다.
도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다. 이하에서는 전술한 실시예들과 다른 점을 중심으로 설명한다.
도 17을 참조하면, 본 실시예에 따른 디스플레이 장치는 PDLC 부(630)와 상기 PDLC 부(630)의 상부에 마련되는 전기변색부(640)을 포함한다. 상기 PDLC 부(630)는 일정한 간격으로 이격된 제1 전극(631)과 복수의 제2 전극(632), 상기 제1 전극(631)과 제2 전극들(632) 사이에 형성되는 PDLC층(635)을 포함한다. 여기서, 상기 제1 전극(631)은 공통전극이며, 상기 제2 전극들(632)은 서브 픽셀들(650R,650G,650B)에 대응하는 화소전극들이다. 그리고, 상기 PDLC 층(635)은 폴리머(634)와 상기 폴리머(634) 내에 분산된 액정(633)으로 구성될 수 있다. 한편, 상기 제1 전극(631)의 하면에는 빛 흡수층(636)이 형성될 수 있다.
상기 PDLC 부(630)와 전기변색부(640) 사이에는 투명한 제1 기판(610)이 마련될 수 있다. 그리고, 상기 전기변색부(640)는 일정한 간격으로 이격된 제4 전극과 복수의 제3 전극(641), 상기 제3 전극들(641) 상에 형성되는 복수의 전기변색층(645R,645G,645B), 그리고, 상기 제3 전극들(641)과 제4 전극(642) 사이에 형성되는 전해질층(646)을 포함한다. 여기서, 상기 제3 전극들(641)은 서브 픽셀들(650R,650G,650B)에 대응하는 화소전극들이며, 상기 제4 전극(642)은 공통전극이 될 수 있다.
상기 제3 전극들(641) 상에는 예를 들어 레드 전기변색층(645R), 그린 전기변색층(645G) 및 블루 전기변색층(645B)이 형성될 수 있다. 상기 제3 전극들(641)과 제4 전극(642) 사이에는 전해질층(646)이 형성되어 있다. 한편, 상기 제4 전극(642)의 상면에는 투명한 제2 기판(620)이 마련될 수 있다. 도 17에서 참조부호 645는 격벽을 나타낸다. 본 실시예에서, 서로 대응하는 화소전극들인 제2 전극(632)과 제3 전극(641)은 제1 기판(610)에 형성된 비아홀(via hole,611)을 통하여 하나의 TFT(thin film transistor,660)에 전기적으로 연결되어 있다. 한편, 이 상의 실시예에서는 제1 전극과 제4 전극이 공통전극이고, 제2 전극들 및 제3 전극들이 화소전극들인 경우가 설명되었다. 그러나, 상기 제2 전극들 및 제3 전극들이 각각 일체로 형성되어 공통전극이 되고, 상기 제1 및 제4 전극은 복수개로 형성되어 화소 전극들이 되는 것도 가능하다. 이 경우, 서로 대응하는 화소전극들인 제2 전극과 제3 전극이 하나의 TFT에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.
도 18 및 도 19는 도 17에 도시된 디스플레이 장치를 구동하는 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
먼저, 도 18은 도 17에 도시된 디스플레이 장치를 이용하여 정지 영상을 구현하는 방법을 보여주는 도면이다. 도 18을 참조하면, PDLC부(630)의 제1 전극(631)과 제2 전극들(632) 사이에 전압이 인가되지 않은 상태에서, 예를 들어 소정 TFT를 통하여 그린 서브픽셀(650G)에 대응하는 제3 전극(641)과 공통전극인 제4 전극(642) 사이에 소정 전압(예를 들면, V1)을 인가하게 되면 그린 전기변색층(645G)이 변색을 일으키게 된다. 이에 따라, 외부의 그린 색상의 빛(G)은 변색된 그린 전기변색층(645G)을 투과하게 되고, 이렇게 투과한 그린 색상의 빛(G)은 PDLC 부(630)에서 반사됨으로써 그린 서브픽셀(650G)로부터 그린 색상의 빛(G)이 나오게 된다. 여기서, 상기 PDLC 부(630)는 제1 전극(631)과 제2 전극들(632) 사이에 전압이 인가되지 않았으므로, 외부의 빛을 반사시키는 역할을 하게 된다. 이후, 상기 제3 전극(641)과 제4 전극(642) 사이에 인가된 전압을 제거하여도 메모리 특성에 의하여 상기 그린 전기변색층(645G)은 그린 색상의 변색 상태를 유지하게 된다. 이 와 같은 메모리 특성을 이용하여 원하는 전기변색층들(645R,645G,645B)을 소정 색상으로 변색시킴으로써 원하는 정지 영상을 구현할 수 있게 된다.
다음으로, 도 19는 도 17에 도시된 디스플레이 장치를 이용하여 동영상을 구현하는 방법을 보여주는 도면이다. 도 19를 참조하면, 먼저 모든 TFT들(660)을 통하여 제3 전극들(641)과 공통전극인 제4 전극(642) 사이에 소정 전압(예를 들면, V1)을 인가하면 레드, 그린 및 블루 전기변색층들(645R,645G,645B)이 각각 레드, 그린 및 블루 색상으로 변색을 일으키게 된다. 그리고, 이어서 상기 제3 전극들(641)과 제4 전극(642) 사이에 인가되었던 전압을 제거하여 상기 제3 전극들(641)과 제4 전극들(642)을 플로팅(floating) 상태로 유지하게 되면, 메모리 특성에 의하여 상기 레드, 그린 및 블루 전기변색층(645R,645G,645B)은 변색 상태를 유지하게 된다. 따라서, 외부의 레드, 그린 및 블루 색상의 빛(R,G,B)은 각각 레드, 그린 및 블루 전기변색층(645R,645G,645B)을 투과하여 PDLC 부(630) 쪽으로 입사하게 된다. 즉, 변색된 레드, 그린 및 블루 전기변색층(645R,645G,645B)은 컬러 필터의 역할을 하게 된다. 다음으로, 소정 TFT들(660)을 통하여 예를 들어 PDLC 부(630)의 레드 및 블루 서브픽셀(650R,650B)에 대응하는 제2 전극들(632)과 공통전극인 제1 전극(631) 사이에 소정 전압(예를 들어 V2)를 인가한다. 이에 따라, PDLC 부(630)로 입사하는 레드, 그린 및 블루 색상의 빛(R,G,B) 중에서 레드 및 블루 색상의 빛(R,B)은 PDLC 층(635)을 투과하여 빛 흡수층(636)에 흡수되고, 그린 색상의 빛(G)은 PDLC 부(630)에서 반사됨으로써 그린 서브픽셀(650G)로부터 그린 색상의 빛(G)이 나오게 된다. 여기서, 상기 PDLC층(630)은 메모리 특성을 가지고 있지 않으므로, 소정 TFT(660)를 통하여 공통전극인 제1 전극(631)과 소정의 화소전극인 제2 전극(632) 사이에 전압을 인가하면, 동영상을 구현할 수 있다.
이와 같이, 본 실시예에서는 하나의 TFT(660)에 서로 대응되는 2개의 화소전극들을 전기적으로 연결함으로써 디스플레이 장치의 제조비용을 절감할 수 있다. 한편, 본 실시예에서와 같이 서로 대응하는 2개의 화소전극들을 하나의 TFT에 전기적으로 연결하는 구성은 전술한 다른 실시예들에 적용하는 것도 얼마든지 가능하다.
이상에서 본 발명의 실시예가 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2은 도 1에 도시된 디스플레이 장치를 이용하여 정지 영상을 구현하는 방법을 보여주는 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 디스플레이 장치를 이용하여 동영상을 구현하는 방법을 보여주는 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 디스플레이 장치의 변형예를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 6은 도 5에 도시된 디스플레이 장치를 이용하여 정지 영상을 구현하는 방법을 보여주는 도면이다.
도 7은 도 5에 도시된 디스플레이 장치를 이용하여 동영상을 구현하는 방법을 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 9는 도 8에 도시된 디스플레이 장치를 이용하여 정지 영상을 구현하는 방법을 보여주는 도면이다.
도 10은 도 8에 도시된 디스플레이 장치를 이용하여 동영상을 구현하는 방법을 보여주는 도면이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 12은 도 11에 도시된 디스플레이 장치를 이용하여 정지 영상을 구현하는 방법을 보여주는 도면이다.
도 13은 도 11에 도시된 디스플레이 장치를 이용하여 동영상을 구현하는 방법을 보여주는 도면이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 15는 도 14에 도시된 디스플레이 장치를 이용하여 레드 칼라를 구현하는 모습을 도시한 것이다.
도 16a 내지 도 16c는 도 14에 도시된 디스플레이 장치에서, 픽셀의 변형예들을 도시한 것이다.
도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 18은 도 17에 도시된 디스플레이 장치를 이용하여 정지 영상을 구현하는 방법을 보여주는 도면이다.
도 19는 도 17에 도시된 디스플레이 장치를 이용하여 동영상을 구현하는 방법을 보여주는 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110,210,310,410,610... 제1 기판
120,220,320,420,620... 제2 기판
130,230,330,430,630... PDLC 부
131,231,33,1431,631... 제1 전극
132,232,332,432,632... 제2 전극
133,233,333,433,633... 액정
134,234,334,434,634... 폴리머
135,235,335,435,635... PDLC층
136,236,436,636... 빛 흡수층 336... 반사층
140,240,340,440,640... 전기변색부
141,241,341,441,641... 제3 전극
142,242,342,442,642... 제4 전극
145,245,345,445,645... 전기변색층 249... 컬러필터층
146,246,346,446,646... 전해질층
147,247,347,447,645... 격벽
150R,150G,150B,250R,250G,250B,350R,350G,350B,450RC,450GM,450BY,
550R,550G,550B,550C,550M,550Y,550W,550K,650R,650G,650B... 서브픽셀
360... 투명 플레이트 370... 백라이트 유닛
450,550... 픽셀

Claims (26)

  1. 일정한 간격으로 이격되게 배치되는 복수의 제1 및 제2 전극;
    상기 제1 전극들과 제2 전극들 사이에 형성되는 PDLC(polymer dispersed liquid crystal)층;
    상기 제2 전극들 상부에 마련되는 것으로, 일정한 간격으로 이격되게 배치되는 복수의 제3 및 제4 전극;
    상기 제3 전극들과 제4 전극들 사이에 형성되는 복수의 전기변색층(electrochromic layer); 및
    상기 제3 전극들과 제4 전극들 사이에 형성되는 전해질층;을 포함하고,
    상기 제1 및 제2 전극들은 각각 일체로 형성된 공통전극 및 서브 픽셀들에 대응하는 픽셀 전극들이며, 상기 제3 및 제4 전극들은 상기 제2 전극들에 대응하는 픽셀 전극들 및 일체로 형성된 공통전극인 디스플레이 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 전극들의 하면에는 빛 흡수층이 형성되는 디스플레이 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    하나의 픽셀 당 3개 이상의 소정 색상의 전기변색층들을 포함하는 디스플레이 장치.
  4. 일정한 간격으로 이격되게 배치되는 복수의 제1 및 제2 전극;
    상기 제1 전극들과 제2 전극들 사이에 형성되는 PDLC(polymer dispersed liquid crystal)층;
    상기 제2 전극들 상부에 마련되는 것으로, 일정한 간격으로 이격되게 배치되는 복수의 제3 및 제4 전극;
    상기 제3 전극들과 제4 전극들 사이에 형성되는 복수의 전기변색층(electrochromic layer); 및
    상기 제3 전극들과 제4 전극들 사이에 형성되는 전해질층;을 포함하고,
    상기 전기변색층들은 하나의 픽셀 당 상하방향으로 배치되는 레드 및 시안 전기변색층, 상하방향으로 배치되는 그린 및 마젠타 전기변색층, 그리고 상하방향으로 배치되는 블루 및 옐로우 전기변색층을 포함하는 디스플레이 장치.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    서로 대응하는 상기 제2 전극과 제4 전극은 하나의 TFT에 전기적으로 연결되는 디스플레이 장치.
  7. 일정한 간격으로 이격되게 배치되는 복수의 제1 및 제2 전극;
    상기 제1 전극들과 제2 전극들 사이에 형성되는 PDLC(polymer dispersed liquid crystal)층;
    상기 제2 전극들 상부에 마련되는 것으로, 일정한 간격으로 이격되게 배치되는 복수의 제3 및 제4 전극;
    상기 제3 전극들과 제4 전극들 사이에 형성되는 복수의 전기변색층(electrochromic layer);
    상기 제3 전극들과 제4 전극들 사이에 형성되는 전해질층; 및
    상기 제3 전극들과 제4 전극들 사이에 형성되는 것으로, 상기 전기변색층들에 대응하는 복수의 컬러필터층;을 포함하는 디스플레이 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 전기변색층들은 전계의 인가에 의해 블랙으로 변색되는 물질로 이루어진 디스플레이 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    하나의 픽셀 당 3개 이상의 소정 색상의 컬러필터층들을 포함하는 디스플레이 장치.
  10. 제 7 항에 있어서,
    하나의 픽셀 당 상하방향으로 배치되는 레드 및 시안 컬러필터층, 상하방향으로 배치되는 그린 및 마젠타 컬러필터층, 그리고 상하방향으로 배치되는 블루 및 옐로우 컬러필터층을 포함하는 디스플레이 장치.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 전극들은 각각 일체로 형성된 공통전극 및 서브 픽셀들에 대응하는 픽셀 전극들이며, 상기 제3 및 제4 전극들은 상기 제2 전극들에 대응하는 픽셀 전극들 및 일체로 형성된 공통전극인 디스플레이 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    서로 대응하는 상기 제2 전극과 제3 전극은 하나의 TFT에 전기적으로 연결되는 디스플레이 장치.
  13. 제 1 항 또는 제 4 항에 기재된 디스플레이 장치를 구동하는 방법에 있어서,
    상기 제1 전극들과 제2 전극들 사이에 전압이 인가되지 않은 상태에서, 소정의 제3 및 제4 전극 사이에 전압을 인가함으로써 정지 영상을 구현하는 디스플레이 장치의 구동방법.
  14. 제 1 항 또는 제 4 항에 기재된 디스플레이 장치를 구동하는 방법에 있어서,
    상기 제3 전극들과 제4 전극들 사이에 소정 전압을 인가한 다음, 상기 제3 전극들과 제4 전극들을 플로팅(floating)시키는 단계; 및
    소정의 상기 제1 및 제2 전극 사이에 전압을 인가하는 단계;를 포함함으로써 동영상을 구현하는 디스플레이 장치의 구동방법.
  15. 제 7 항 또는 제 12 항에 기재된 디스플레이 장치를 구동하는 방법에 있어서,
    상기 제1 전극들과 제2 전극들 사이에 전압이 인가되지 않은 상태에서, 소정의 제3 및 제4 전극 사이에 전압을 인가함으로써 정지 영상을 구현하는 디스플레이 장치의 구동방법.
  16. 제 7 항 또는 제 12 항에 기재된 디스플레이 장치를 구동하는 방법에 있어서,
    상기 제3 전극들과 제4 전극들 사이에 전압이 인가되지 않은 상태에서, 소정의 제1 및 제2 전극 사이에 전압을 인가함으로써 동영상을 구현하는 디스플레이 장 치의 구동방법.
  17. 일정한 간격으로 이격되게 배치되는 복수의 제1 및 제2 전극;
    상기 제1 전극들과 제2 전극들 사이에 형성되는 것으로, 블랙 염료(black dye)를 포함하는 PDLC(polymer dispersed liquid crystal)층;
    상기 제2 전극들 상부에 마련되는 것으로, 일정한 간격으로 이격되게 배치되는 복수의 제3 및 제4 전극;
    상기 제3 전극들과 제4 전극들 사이에 형성되는 복수의 전기변색층(electrochromic layer); 및
    상기 제3 전극들과 제4 전극들 사이에 형성되는 전해질층;을 포함하는 디스플레이 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제1 전극들의 하면에는 빛 반사층이 형성되는 디스플레이 장치.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 제1 전극들의 하부에는 백라이트 유닛이 마련되는 디스플레이 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 제1 전극들과 백라이트 유닛 사이에는 투명 플레이트가 마련되는 디스 플레이 장치.
  21. 제 17 항에 있어서,
    하나의 픽셀 당 3개 이상의 소정 색상의 전기변색층들을 포함하는 디스플레이 장치.
  22. 제 17 항에 있어서,
    하나의 픽셀 당 상하방향으로 배치되는 레드 및 시안 전기변색층, 상하방향으로 배치되는 그린 및 마젠타 전기변색층, 그리고 상하방향으로 배치되는 블루 및 옐로우 전기변색층을 포함하는 디스플레이 장치.
  23. 제 17 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 전극들은 각각 일체로 형성된 공통전극 및 서브 픽셀들에 대응하는 픽셀 전극들이며, 상기 제3 및 제4 전극들은 상기 제2 전극들에 대응하는 픽셀 전극들 및 일체로 형성된 공통전극인 디스플레이 장치.
  24. 제 23 항에 있어서,
    서로 대응하는 상기 제2 전극과 제3 전극은 하나의 TFT에 전기적으로 연결되는 디스플레이 장치.
  25. 제 17 항 또는 제 24 항에 기재된 디스플레이 장치를 구동하는 방법에 있어서,
    상기 제1 전극들과 제2 전극들 사이에 소정 전압이 인가된 상태에서, 소정의 제3 및 제4 전극 사이에 전압을 인가함으로써 정지 영상을 구현하는 디스플레이 장치의 구동방법.
  26. 제 17 항 또는 제 24 항에 디스플레이 장치를 구동하는 방법에 있어서,
    상기 제3 전극들과 제4 전극들 사이에 소정 전압을 인가한 다음, 상기 제3 전극들과 제4 전극들을 플로팅(floating)시키는 단계; 및
    소정의 상기 제1 및 제2 전극 사이에 전압을 인가하는 단계;를 포함하여 동영상을 구현하는 디스플레이 장치의 구동방법.
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