KR20090016153A - 마그네틱 디스플레이 화소 및 마그네틱 디스플레이 패널 - Google Patents

마그네틱 디스플레이 화소 및 마그네틱 디스플레이 패널 Download PDF

Info

Publication number
KR20090016153A
KR20090016153A KR1020070080599A KR20070080599A KR20090016153A KR 20090016153 A KR20090016153 A KR 20090016153A KR 1020070080599 A KR1020070080599 A KR 1020070080599A KR 20070080599 A KR20070080599 A KR 20070080599A KR 20090016153 A KR20090016153 A KR 20090016153A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
magnetic
electrode
material layer
magnetic material
display panel
Prior art date
Application number
KR1020070080599A
Other languages
English (en)
Inventor
조승래
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020070080599A priority Critical patent/KR20090016153A/ko
Priority to US12/028,253 priority patent/US20080198439A1/en
Priority to PCT/KR2008/000765 priority patent/WO2008100041A1/en
Publication of KR20090016153A publication Critical patent/KR20090016153A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/09—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on magneto-optical elements, e.g. exhibiting Faraday effect
    • G02F1/091—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on magneto-optical elements, e.g. exhibiting Faraday effect based on magneto-absorption or magneto-reflection
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343—Electrodes
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/15—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on an electrochromic effect
    • G02F1/153—Constructional details
    • G02F1/161—Gaskets; Spacers; Sealing of cells; Filling or closing of cells

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Abstract

자성재료층으로 이루어진 광 셔터를 이용한 마그네틱 디스플레이 화소 및 마그네틱 디스플레이 패널을 개시한다. 본 발명의 한 유형에 따른 마그네틱 디스플레이 화소는, 외부 자기장이 인가되면 광을 투과시키고 외부 자기장이 인가되지 않으면 광을 투과시키지 않는 자성재료층; 상기 자성재료층의 하부 표면에 배치된 제 1 전극; 상기 자성재료층의 상부 표면에 배치된 제 2 전극; 및 상기 자성재료층의 측면에 배치되어 상기 제 1 전극과 제 2 전극을 전기적으로 연결하는 스페이서;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

마그네틱 디스플레이 화소 및 마그네틱 디스플레이 패널{Magnetic display pixel and magnetic display panel}
본 발명은 마그네틱 디스플레이 화소 및 마그네틱 디스플레이 패널에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자성재료층으로 이루어진 광 셔터를 이용한 마그네틱 디스플레이 화소 및 마그네틱 디스플레이 패널에 관한 것이다.
현재, 액정 디스플레이(LCD) 패널과 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)이 평판형 디스플레이 패널로서 주로 사용되고 있다. 또한, 차기의 평판형 디스플레이 패널로서 OLED(Organic Light Emitting Diode)가 연구되고 있다.
액정 디스플레이 패널의 경우, 자체 발광형이 아니기 때문에 백라이트 유닛에서 방출된 광이나 외부광을 투과/차단시키는 광 셔터를 사용하여야 한다. 공지된 바와 같이, 액정 디스플레이 패널에서 사용되는 광 셔터는 두 개의 편광판 및 상기 두 개의 편광판 사이에 배치된 액정층으로 이루어진다. 그런데, 상기 편광판이 흡수형 편광판인 경우 광 이용 효율이 크게 저하되는 문제가 있다. 이에 따라, 흡수형 편광판 대신 반사형 편광판을 사용하기 위한 연구가 진행되고 있으나, 이 경우 제조 비용이 증가하고 대면적의 디스플레이 패널을 구현하기 어려운 문제가 있다.
한편, 플라즈마 디스플레이 패널은 자체 발광형으로서 광 셔터가 요구되지 않는데, 전력 소비가 크고 열이 많이 발생한다는 문제점이 있다. 또한, OLED 역시 자체 발광형으로서 광 셔터가 요구되지 않는다. OLED는 아직 개발 단계로서, 제조 비용이 비싸고 수명이 충분히 길지 않다는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 액정이 아닌 자성재료를 이용하여 광 셔터를 구현한 새로운 개념의 마그네틱 디스플레이 화소 및 마그네틱 디스플레이 패널을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 마그네틱 디스플레이 패널을 채용한 전자기기를 제공하는 것이다.
본 발명의 한 유형에 따른 마그네틱 디스플레이 화소는, 외부 자기장이 인가되면 광을 투과시키고 외부 자기장이 인가되지 않으면 광을 투과시키지 않는 자성재료층; 상기 자성재료층의 하부 표면에 배치된 제 1 전극; 상기 자성재료층의 상부 표면에 배치된 제 2 전극; 및 상기 자성재료층의 측면에 배치되어 상기 제 1 전극과 제 2 전극을 전기적으로 연결하는 스페이서;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 마그네틱 디스플레이 화소는, 상기 제 1 전극에 배치된 제 1 투명 기판 및 상기 제 2 전극에 배치된 제 2 투명 기판을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 자성재료층은 외부 자기장이 인가되면 제 1 편광방향의 광을 투과시키고 제 1 편광방향에 수직한 제 2 편광방향의 광을 반사하며, 외부 자기장이 인가되지 않으면 모든 광을 반사할 수 있다.
예컨대, 상기 자성재료층은, 자성 입자들이 서로 뭉침 없이 투명한 절연성 매질 내에 매립되어 있는 구조일 수 있다.
상기 자성재료층의 두께는 자성재료층의 자기 감쇠 길이보다 큰 것이 바람직하다.
상기 자성재료층은 코어-쉘 구조의 자성 입자들로 이루어질 수 있다.
상기 코어-쉘 구조의 자성 입자는 도전성을 갖는 자성체로 이루어진 자성 코어 및 상기 자성 코어 둘레의 절연성 쉘을 포함할 수 있다.
상기 절연성 쉘은 상기 자성 코어를 둘러싸는 투명한 절연성 재료로 이루어질 수 있다.
또는, 상기 절연성 셀은 상기 자성 코어를 둘러싸는 폴리머 형태의 투명한 절연성 표면활성제로 이루어질 수 있다.
본 발명에 따르면, 하나의 자성 코어가 하나의 단일 자구(single magnetic domain)를 형성하는 것이 바람직하다.
예컨대, 상기 자성 코어를 형성하는 도전성 자성체는 티타늄, 알루미늄, 바륨, 백금, 나트륨, 스트론튬, 마그네슘, 디스프로슘, 망간, 가돌리늄, 은, 구리, 크롬, 니켈, 철, 코발트 및 철산화물 중에서 선택된 어느 하나의 재료 또는 그 합금으로 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 자성재료층은, 실린더 기둥 형태의 자성 입자들이 서로 뭉침 없이 투명한 절연성 매질 내에 박혀 있는 구조일 수 있다.
다른 실시예에서, 상기 자성재료층은 도전성을 갖는 자성 폴리머 필름으로 이루어질 수도 있다.
본 발명에 따른 마그네틱 디스플레이 화소는, 상기 제 2 전극과 제 2 투명 기판 사이 또는 상기 제 1 전극과 제 1 투명 기판 사이에 배치되는 컬러 필터를 더 포함할 수 있다.
또한, 마그네틱 디스플레이 화소는, 상기 자성재료층으로부터 제 2 투명 기판의 외부 표면까지의 광학 표면 중 적어도 하나의 표면에 형성된 반사방지 코팅을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 마그네틱 디스플레이 화소는, 상기 자성재료층으로부터 제 2 투명 기판의 외부 표면까지의 광학 표면 중 어느 하나의 표면에 배치된 흡수형 편광자를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 마그네틱 디스플레이 화소는, 상기 자성재료층으로부터 제 1 투명 기판의 외부 표면까지의 광학 표면 중 적어도 하나의 표면에 형성된 미러 또는 반투과 미러를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 제 1 전극과 자성재료층 사이의 계면 또는 상기 제 2 전극과 자성재료층 사이의 계면에 광투과성 층이 추가적으로 개재될 수 있다.
상기 제 1 전극, 제 2 전극 및 도전성 스페이서는, 알루미늄, 구리, 은, 백금, 금, 바륨, 크롬, 나트륨, 스트론튬, 마그네슘 및 요오드 도핑된 폴리아세틸렌 중에서 어느 하나의 재료로 이루어질 수 있다.
이 경우, 광이 상기 제 1 전극을 통과할 수 있도록, 상기 제 1 전극에서 상기 자성재료층과 대향하는 영역에 제 1 홀이 형성되어 있으며, 전류의 진행 방향으로 연장된 다수의 와이어들이 상기 제 1 홀 내에 형성될 수 있다.
상기 와이어들 사이의 제 1 홀 영역 내에는 광투과성 재료가 추가적으로 형 성될 수 있다.
또한, 광이 상기 제 2 전극을 통과할 수 있도록, 상기 제 2 전극에서 상기 자성재료층과 대향하는 영역에 제 2 홀이 형성될 수 있다.
상기 제 2 전극의 제 2 홀 영역 내에는 광투과성 재료가 추가적으로 형성될 수 있다.
상기 제 2 전극은 상기 도전성 스페이서와 전기적으로 연결되는 메시 또는 격자 구조의 와이어일 수 있다.
또는, 상기 제 1 전극 및 제 2 전극이 투명한 도전성 재료로 이루어질 수도 있다.
본 발명에 따른 마그네틱 디스플레이 화소는, 상기 제 1 및 제 2 투명 기판 사이에서 상기 자성재료층의 측면에 배치되는 것으로, 상기 제 1 전극과 제 2 전극 사이의 전류 흐름을 스위칭하는 제어 회로를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 마그네틱 디스플레이 화소는, 상기 제 2 전극과 제 2 투명 기판 사이에서 상기 제어 회로 및 도전성 스페이서와 대향하는 영역에 배치되는 블랙 매트릭스를 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 유형에 따른 마그네틱 디스플레이 패널은 상술한 구조의 다수의 마그네틱 디스플레이 화소들을 구비하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 다수의 마그네틱 디스플레이 화소들은 하나의 공통된 제 1 투명 기판, 제 2 투명 기판 및 제 2 전극을 공유하며, 자성재료층과 상기 자성재료층에 자기장을 인가하기 위한 제 1 전극은 각각의 마그네틱 디스플레이 화소마다 하 나씩 배치될 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 마그네틱 디스플레이 패널은 상기 제 1 투명 기판, 제 2 투명 기판, 제 1 전극 및 제 2 전극이 플렉서블한 재료로 이루어진 플렉서블 디스플레이 패널일 수 있다.
이 경우, 상기 제 1 및 제 2 투명 기판은 광투과성 수지 재료로 이루어지며, 상기 제 1 및 제 2 전극은 도전성 폴리머 재료로 이루어질 수 있다.
또한, 이러한 플렉서블 마그네틱 디스플레이 패널은 상기 제 1 및 제 2 투명 기판 사이에서 자성재료층의 측면에 배치되는 것으로, 상기 제 1 전극과 제 2 전극 사이의 전류 흐름을 스위칭하는 유기 박막 트랜지스터를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 마그네틱 디스플레이 패널은, 다수의 마그네틱 디스플레이 화소들이 배열된 디스플레이 유닛 및 각각의 마그네틱 디스플레이 화소에 대해 제 1 전극과 제 2 전극 사이의 전류 흐름을 개별적으로 스위칭하는 분리된 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 유형에 따른 양면 디스플레이 패널은, 백라이트 유닛; 및 상기 백라이트 유닛의 양면에 대칭적인 구성으로 배치되는 것으로, 상술한 구성을 갖는 다수의 마그네틱 디스플레이 화소들을 구비하는 제 1 및 제 2 마그네틱 디스플레이 패널을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 유형에 따른 전자기기는 상술한 마그네틱 디스플레이 패널을 영상 제공 수단으로서 채용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 마그네틱 디스플레이 패널의 경우, 종래의 액정 디스플레이 패널과 비교하여 훨씬 적은 부품으로도 광의 투과/차단을 조절하는 광 셔터를 구성할 수 있다. 따라서, 종래의 액정 디스플레이 패널에 비해 간단하고 저렴하게 디스플레이 패널을 제조하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 마그네틱 디스플레이 패널은 기존의 액정 디스플레이 패널의 제조 공정을 대부분 이용할 수 있기 때문에, 현재의 액정 디스플레이 패널의 제조 라인을 그대로 활용할 수 있다.
더욱이, 본 발명에 따른 마그네틱 디스플레이 패널은 고온 공정이 필요하지 않기 때문에, 플렉서블 디스플레이에 적용이 가능하다.
본 발명에 따른 마그네틱 디스플레이 패널은 소면적 뿐만 아니라 대면적으로도 제조가 쉽다. 따라서, 본 발명에 따른 마그네틱 디스플레이 패널은 TV, PC, 노트북, 휴대폰, PMP, 게임기 등과 같이 영상이 제공되는 다양한 크기의 전자기기에 폭 넓게 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 마그네틱 디스플레이 패널의 한 서브화소(100)의 구조를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 마그네틱 디스플레이 패널의 하나의 서브화소(100)는, 서로 대향하도록 배치된 제 1 및 제 2 투명 기판(110,150), 상기 제 1 및 제 2 투명 기판(110,150) 사이에 채워진 자성재료층(130), 제 1 투명 기판(110)의 내부 표면위에 부분적으로 형성된 서브화소 전극(120), 제 2 투명 기판(150)의 내부 표면위에 배치된 컬러 필터(140), 상기 컬러 필터(140)의 표면에 배치된 공통 전극(125), 및 상기 자성재료층(130)의 측면에 배치되어 상기 자성재료층(130)을 밀폐시키고 상기 서브화소 전극(120)과 공통 전극(125)을 전기적으로 연결하는 도전성 스페이서(123)를 포함한다. 여기서, 하나의 제 1 및 제 2 투명 기판(110,150)과 공통 전극(125)이 본 발명에 따른 마그네틱 디스플레이 패널의 모든 화소(100)들에 대해 공통적이다. 도 1에는, 공통 전극(125)이 컬러 필터(140)의 표면에 배치되고 서브화소 전극(120)이 제 1 투명 기판(110)의 내면에 배치된 것으로 도시되어 있으나, 서브화소 전극(120)과 공통 전극(125)의 위치는 서로 바뀔 수도 있다. 또한, 컬러 디스플레이가 아닌 흑백 디스플레이를 제공하고자 하는 경우에는 컬러 필터(140)가 생략될 수도 있다.
한편, 상기 제 1 투명 기판(110)의 내면에는, 서브화소 전극(120)과 공통 전극(125) 사이의 전류 흐름을 스위칭하는 제어 회로(160)가 자성재료층(130)에 인접하여 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 제어 회로(160)는 액정 디스플레이 패널에서 통상적으로 사용하는 박막 트랜지스터(thin film transistor; TFT)를 그대로 이용할 수 있다. 박막 트랜지스터를 사용하는 경우, 예컨대, 박막 트랜지스터의 게이트 전극에 전압이 인가될 때, 박막 트랜지스터가 ON 되면서 서브화소 전극(120)과 공통 전극(125) 사이로 전류가 흐르게 된다.
또한, 공통 전극(125)과 제 1 투명 기판(110) 사이에서 서브화소의 가장자리 둘레를 따라 수직한 격벽(170)이 형성되어 있다. 상기 격벽(170)은 도전성 스페이서(123)와 함께 제 1 및 제 2 투명 기판(110,150) 사이의 내부를 외부로부터 완전히 밀폐시키는 역할을 한다.
또한, 상기 공통 전극(125)과 제 2 투명 기판(150) 사이에서 상기 제어 회로(160), 격벽(170) 및 도전성 스페이서(123)와 대향하는 영역에는 블랙 매트릭스(145)가 형성된다. 상기 블랙 매트릭스(145)는 제어 회로(160), 격벽(170) 및 도전성 스페이서(123)가 외부에서 보이지 않게 하는 역할을 한다. 도 1에는 상기 블랙 매트릭스(145)와 컬러 필터(140)가 공통 전극(125)과 제 2 투명 기판(150) 사이에 배치된 것으로 도시되어 있으나, 제 2 투명 기판(150)의 외부면에 배치되는 것도 가능하다.
도 1에는 구체적으로 도시되지 않았으나, 외부광의 반사 및 산란으로 인한 눈부심을 방지하기 위해, 자성재료층(130)으로부터 제 2 투명 기판(150)까지의 광 표면 중 적어도 하나의 표면에 반사방지 코팅을 형성할 수도 있다. 예컨대, 도 1의 위쪽에 있는 확대도를 참조하면, 자성재료층(130)과 공통 전극(125) 사이의 표면(c4), 공통 전극(125)과 컬러 필터(140) 사이의 표면(c3), 컬러 필터(140)와 제 2 투명 기판(150) 사이의 표면(c2), 및 제 2 투명 기판(150)의 상면(c1) 중에서 적어도 하나 표면에 반사방지 코팅을 형성할 수 있다. 또한, 자성재료층(130)을 통과하는 외부광을 적절히 재활용하기 위하여, 자성재료층(130)으로부터 제 1 투명 기판(110)까지의 광 표면 중 적어도 하나의 표면에 미러 또는 반투과 미러를 형성할 수도 있다. 예컨대, 도 1의 아래쪽에 있는 확대도를 참조하면, 자성재료층(130)과 서브화소 전극(120) 사이의 표면(a1), 서브화소 전극(120)과 제 1 투명 기판(110) 사이의 표면(a2), 및 제 1 투명 기판(110)의 저면(a3) 중에서 적어도 하나의 표면에 미러 또는 반투과 미러를 형성할 수도 있다. 표면 전체에 미러를 형성하는 경 우, 본 발명에 따른 마그네틱 디스플레이 패널은 외부광만을 디스플레이에 이용할 수 있다. 표면의 일부에만 미러를 형성하거나, 반투과 미러를 형성하는 경우에는, 외부광과 백라이트 유닛으로부터의 광을 모두 디스플레이에 이용할 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 서브화소 전극(120), 도전성 스페이서(123) 및 공통 전극(125)의 구조를 예시적으로 도시하고 있다. 도 2를 참조하면, 상기 서브화소 전극(120)은 도 1에 도시된 자성재료층(130)의 저면과 대향하며, 공통 전극(125)은 자성재료층(130)의 상면과 대향하고, 도전성 스페이서(123)는 자성재료층(130)의 일측에 배치되어 상기 서브화소 전극(120)과 공통 전극(125) 사이를 전기적으로 연결한다.
이러한 서브화소 전극(120), 도전성 스페이서(123) 및 공통 전극(125)은, 예컨대, 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 백금(Pt), 금(Au), 바륨(Ba), 크롬(Cr), 나트륨(Na), 스트론튬(Sr), 마그네슘(Mg) 등과 같이 저항이 작은 불투명한 금속으로 이루어 질 수 있다. 또한, 금속 이외에도, 요오드 도핑된 폴리아세틸렌(iodine-doped polyacetylene)과 같은 도전성 폴리머를 서브화소 전극(120), 도전성 스페이서(123) 및 공통 전극(125)의 재료로서 사용하는 것도 가능하다.
불투명한 재료를 사용하는 경우, 광이 서브화소 전극(120)과 공통 전극(125)을 통과할 수 있도록, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 서브화소 전극(120)과 공통 전극(125)에서 자성재료층(130)과 대향하는 영역에 각각 홀(121,126)을 형성한다. 이때, 자성재료층(130)에 용이하게 자기장을 인가할 수 있도록, 서브화소 전극(120)에는 다수의 비교적 작은 홀(hole)(121)들을 나란하게 형성하여, 전류의 진 행 방향으로 연장된 다수의 와이어(122)들을 홀(121)들 사이에 남겨 놓는다. 반면, 공통 전극(125)에는 자성재료층(130)과 거의 같은 크기를 갖는 하나의 비교적 큰 홀(126)을 형성할 수 있다.
도 3a는 이렇게 형성된 와이어(122)들에 전류가 인가되는 경우, 와이어(122) 주변에 형성되는 자기장을 예시적으로 도시하고 있다. 도 3a를 통해 알 수 있듯이, 와이어(122)들 사이의 공간에는 자기장이 서로 상쇄되어 존재하지 않게 되며, 와이어(122)에서 멀어질수록 자기장이 평행하게 형성된다. 따라서, 와이어(122)들 사이의 공간에 자성재료층(130)이 침투하지 않는 것이 바람직하다. 또한, 상기 자성재료층(130)은 와이어에서 소정의 거리를 두고 배치되는 것이 바람직할 수도 있다.
도 3b는 이를 위한 서브화소 전극(120), 자성재료층(130) 및 공통 전극(125)의 구조를 예시적으로 나타내는, 도 2의 라인 AA'를 따라 절단한 단면도이다. 도 3b를 참조하면, 서브화소 전극(120)의 와이어(122)들 사이에 형성된 홀(121)과 공통 전극(125)의 홀(126) 내에 각각 광투과성 물질(121w,126w)을 채울 수 있다. 또한, 서브화소 전극(120)과 자성재료층(130) 사이의 계면과 공통 전극(125)과 자성재료층(130) 사이의 계면에 각각 소정의 두께를 갖는 광투과성 물질(130p)을 개재할 수 있다. 이렇게 함으로써, 자성재료층(130)에 전체적으로 균일한 자기장을 인가할 수 있으며, 자기장이 약하거나 거의 없는 와이어(122)들 사이의 홀(121) 영역에 자성재료층(130)이 침투하는 것을 방지할 수 있다.
그러나, 상기 서브화소 전극(120) 및 공통 전극(125)의 재료로서, 예컨대, ITO와 같이 가시광에 투명한 도전성 재료를 사용할 수도 있다. 이 경우에는, 서브 화소 전극(120)과 공통 전극(125)에 홀을 별도로 형성할 필요가 없다. 또한, 최근에는 금속을 수nm 이하로 매우 얇게 코팅할 수 있는 기술이 개발되었는 데, 전도성 금속을 그 금속의 표면 깊이(skin depth) 이하의 두께로 형성할 경우, 광의 투과가 가능하다. 따라서, 전도성 금속을 표면 깊이보다 작은 두께로 얇게 코팅함으로써 서브화소 전극(120) 및 공통 전극(125)을 형성할 수도 있다.
도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 마그네틱 디스플레이 패널(300)에서 다수의 서브화소(100)들의 배열과 상기 다수의 서브화소들에 공통인 공통 전극(125)의 다양한 구조를 개략적으로 도시하고 있다.
먼저, 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 마그네틱 디스플레이 패널(300)은 하나의 공통된 제 1 투명 기판(110) 위에 2차원 배열된 다수의 서브화소들로 구성될 수 있으며, 각각 다른 색의 컬러 필터를 갖는 서브화소들이 하나의 화소를 형성할 수 있다. 예컨대, 도 4에 도시된 바와 같이, 적색의 컬러 필터를 갖는 서브화소(100R)와, 녹색의 컬러 필터를 갖는 서브화소(100G)와, 청색을 컬러 필터를 갖는 서브화소(100B)가 하나의 화소를 이룰 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 마그네틱 디스플레이 패널(300)의 서브화소(100)들은 하나의 공통된 공통 전극(125)을 갖는다. 도 4의 경우, 상기 공통 전극(125)은 ITO와 같은 투명한 도전성 재료로 이루어진 투명 전극이다. 이 경우에는, 공통 전극(125)에 광의 통과를 위한 홀을 형성할 필요가 없다. 이러한 구조에서, 각각의 서브화소에 배치된 제어 회로(160)가 ON 되는 경우에만, 공통 전극(125)으로부터 도전성 스페이서(123)를 통해 해당하는 서브화소의 서브화소 전극(120)으로 전류가 흐르게 된다. 여기서, 공통 전극(125)에서는 매우 넓은 면적을 따라 전류가 흐르는 반면, 서브화소 전극(120)에서는 매우 좁은 면적을 따라 전류가 흐르기 때문에, 서브화소 전극(120)에서의 전류밀도가 공통 전극(125)에서의 전류밀도보다 매우 크다. 따라서, 자성재료층(130)은 서브화소 전극(120)에 의해서만 영향을 받으며, 공통 전극(125)에 의한 영향은 거의 받지 않는다.
도 5 및 도 6은 공통 전극(125)이 불투명한 금속 또는 도전성 폴리머로 이루어진 경우를 도시하는 것이다. 도 5에서, 상기 공통 전극(125)에는, 도 2에 도시된 바와 같이, 하나의 서브화소에 대응하는 위치마다 광 투과를 위한 홀(126)이 형성되어 있다. 도 6의 경우, 상기 공통 전극(125)에는 3개의 서브화소로 이루어진 하나의 화소에 대응하는 위치마다 광 투과를 위한 보다 큰 홀(127)이 형성되어 있다. 본 발명에 따르면, 상기 공통 전극(125)의 구조는 도 4 내지 도 6에 도시된 형태로 제한되지는 않는다. 도 4 내지 도 6에서는 상기 공통 전극(125)이 판 형인 것으로 도시되어 있으나, 예컨대, 메시(mesh) 또는 격자 구조의 와이어로 형성될 수도 있다. 공통 전극(125)은, 그 형태와 관련 없이, 각각의 서브화소들의 도전성 스페이서(123)와 전기적으로 연결되어 있으면 된다. 또한, 도 4 내지 도 6에서는 공통 전극(125)과 서브화소 전극(120)이 서로 다른 기판에 있는 것으로 도시하였으나 공통 전극(125)과 서브화소 전극(120)이 모두 같은 기판에 형성될 수도 있다.
한편, 도 7은 자성재료층(130)의 개략적인 구조를 예시적으로 도시하고 있으며, 도 8은 도 7에 도시된 예시적인 자성재료층(130)의 단면도이다. 도 7 및 도 8을 참조하면, 상기 자성재료층(130)은, 예컨대, 도전성을 갖는 자성 코어로 이루어 진 다수의 자성 입자(26)들이 서로 뭉치거나 전기적으로 접촉하지 않고 투명한 절연성 매질(22) 내에 매립되어 있는 구조일 수 있다. 도 7 및 도 8에서는 편의상 자성재료층(130) 내의 자성 입자(26)들이 소밀하게 분포되어 있는 것으로 도시하였다. 그러나 실제로는, 상기 자성재료층(130) 내에 자성 입자(26)들이 매우 밀집하게 채워져 있다. 도전성을 갖는 자성 코어로 이루어진 자성 입자(26)들이 서로 뭉치거나 전기적으로 접촉하지 않도록 하기 위하여, 상기 자성 입자(26)들은 도전성을 갖는 자성 코어(26a)와 이를 둘러싸는 투명한 비자성, 절연성 쉘(26b)로 이루어질 수 있다. 또한, 자성 입자(26)들 사이의 영역도 상기 절연성 쉘(26b)과 마찬가로 비자성을 갖는 투명한 절연성 유전체 재료로 채워질 수 있다.
이러한 자성재료층(130)은, 예컨대, 도전성을 갖는 자성 코어(26a)들을 페이스트 상태의 투명한 절연성 재료에 혼합한 다음, 이를 서브화소 전극(120) 위에 얇게 도포하고 경화시킴으로써 형성할 수 있다. 또는, 코어-쉘(core-shell) 구조의 자성 입자(26)들을 용액 내에 액침시킨 후, 이를 서브화소 전극(120) 위에 얇게 스핀 코팅(spin coating) 또는 딥 코팅(deep coating)하여 경화시킴으로써, 상기 자성재료층(130)을 형성할 수도 있다. 최근에는, 자성체의 성질을 갖는 도전성 자성 폴리머(conductive magnetic polymer) 필름이 개발되어 판매되고 있어서, 이를 서브화소 전극(120)위에 직접 부착하여 자성재료층(130)을 형성할 수도 있다. 또한, 도전성을 갖는 자성 코어와 절연성을 갖는 투명한 비자성 코어를 혼합하여 하나의 용액에 액침시킨 후, 이를 서브화소 전극(120) 위에 얇게 스핀 코팅 또는 딥 코팅하여 경화시킴으로써, 상기 자성재료층(130)을 형성하는 것도 가능하다. 자성 입 자(26)들이 자성재료층(130) 내에서 서로 뭉치거나 전기적으로 접촉하지 않은 상태로 존재할 수 있다면, 그 밖에도 다른 방법을 사용할 수도 있다.
도 9 및 도 10은 자성재료층(130)을 구성하는 코어-쉘 구조의 자성 입자(26)의 예시적의 구조를 도시하고 있다. 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 자성 입자(26)는 도전성을 갖는 자성체 재료로 된 코어(26a)와 상기 코어(26a)를 둘러싸는 절연성 쉘(26b,26')로 이루어질 수 있다. 상기 자성 입자(26)의 코어(26a)로 사용될 수 있는 재료로는, 도전체와 자성체로서의 성질을 모두 갖는다면 강자성체를 제외한 어떠한 재료든지 사용이 가능하다. 예컨대, 티타늄, 알루미늄, 바륨, 백금, 나트륨, 스트론튬, 마그네슘, 디스프로슘, 망간 및 가돌리늄과 같은 상자성체 금속이나 합금을 사용하거나, 은 및 구리와 같은 반자성체 금속이나 합금을 사용할 수도 있고, 또는 닐 온도(Neel temperature) 이상에서 상자성체로 변하는 크롬과 같은 반강자성체(antiferromagnetic) 금속을 사용할 수도 있다. 또한, 코발트, 철, 니켈 또는 이를 포함하는 합금과 같은 강자성체 금속 또는 그의 합금을 초상자성(superparamagnetic) 특성을 갖도록 하여 사용하는 것도 가능하다. 강자성체가 초상자성 특성을 갖도록 하기 위해서는 자성 코어의 부피가 단일 자구의 부피보다 작으면 된다. 그 외에도, 도전체와 자성체로서의 성질을 갖는다면, 금속 이외에도 유전체, 반도체, 폴리머 등과 같은 물질도 사용할 수 있다. 또한, 전도성은 낮은 편이지만 자화율(magnetic susceptibility)이 매우 큰 페리자성체(ferrimagnetic substance)도 사용이 가능한 데, 이러한 재료로는 예컨대 MnZn(Fe2O4)2, MnFe2O4, Fe3O4, Fe2O3 와 같은 철 산화물과 Sr8CaRe3Cu4O24 등이 있다.
이러한 코어(26a)의 직경은 하나의 코어(26a)가 단일 자구(single magnetic domain)를 형성할 수 있는 정도로 충분히 작아야 한다. 따라서 자성 입자(26)의 코어(26a)의 직경은 사용하는 재료에 따라 수 nm에서 수십 nm까지 가능하다. 예컨대, 코어(26a)의 직경은, 사용하는 재료에 따라 차이가 날 수 있지만, 약 1nm 내지 100nm 정도가 될 수 있다.
한편, 쉘(26b,26b')의 역할은, 인접하는 코어(26a)들이 서로 뭉치거나 서로 직접적으로 닿지 않게 하여, 코어(26a)들 사이의 전기적 접촉을 방지하는 것이다. 이를 위하여, 도 9에 도시된 바와 같이, 예컨대 SiO2 또는 ZrO2 와 같이 비자성을 갖는 투명한 절연성 유전체 재료로 된 쉘(26b)이 코어(26a)를 둘러쌀 수 있다. 또한, 도 10에 도시된 바와 같이, 폴리머 형태의 표면활성제(surfactant)로 이루어진 쉘(26b')이 코어(26a)를 둘러쌀 수도 있다. 여기서, 상기 폴리머 형태의 표면활성제는 투명하며, 절연성 및 비자성을 가져야 한다. 이러한 쉘(26b,26b')의 두께는 인접하는 코어(26a)들이 서로 전도(conduct)되지 않을 정도의 두께이면 충분하다.
도 11a 및 도 11b는 자성재료층(130)의 가능한 또 다른 구조를 예시적으로 나타내는 것으로, 도 11a는 수평 단면을 도시하고 있으며, 도 11b는 수직 단면을 도시하고 있다. 도 11a 및 도 11b에 도시된 자성재료층(130)은 SiO2와 같은 투명한 절연성 유전체 재료(22) 내에 코어-쉘 대신 실린더 기둥 형태의 자성 입자(27)들이 박혀 있는 구조이다. 이 경우에도, 각각의 자성 입자(27)들은 하나의 단일 자구를 형성할 수 있는 정도의 크기를 가지며, 앞서 설명한 자성 재료를 사용하여 형성될 수 있다. 이러한 구조는, 예컨대, 양극 산화(anodic oxidation) 방식을 이용하여 미세한 공극(pore)들을 갖는 유전체 템플릿을 형성하고, 여기에 스퍼터링 방식 등으로 자성 재료를 채워넣음으로써 이루어질 수 있다.
도 12는 외부 자기장이 인가되지 않은 경우에 자성재료층(130) 내의 자기 모멘트들의 배향을 개략적으로 도시한다. 외부 자기장이 인가되지 않은 경우, 상기 자성재료층(130) 내의 전체적인 자기 모멘트들은 도 12에서 화살표로 표시한 바와 같이 여러 방향으로 랜덤하게 배향되어 있다. 도 12에서, 'ㆍ'는 x-y 평면상에서 +x 방향의 자기 모멘트를 나타내며, '×'는 x-y 평면상에서 -x 방향의 자기 모멘트를 나타낸다. 또한, 도 12에서 확대하여 표시한 바와 같이, 자성재료층(130) 내의 자기 모멘트들은 x-y 평면 뿐만 아니라 수직 방향(즉, -z 방향)으로도 랜덤하게 배향되어 있다. 따라서, 외부 자기장이 인가되지 않은 경우, 자성재료층(130) 내의 총 자화는 0 이 된다(M = 0).
한편, 도 13은 자성재료층(130)의 주위에 외부 자기장이 인가되는 경우를 도시하고 있다. 상기 자성재료층(130)의 주위에 외부 자기장을 인가하기 위한 자기장 인가 수단은 자성재료층(130)의 저면에 배치된 서브화소 전극(120)이다. 특히, 서브화소 전극(120)이 불투명한 금속으로 형성된 경우, 전류의 진행 방향을 따라 연장된 서브화소 전극(120)의 와이어(121)들을 통해 자성재료층(130)의 주위에 외부 자기장을 인가한다. 예컨대, 도 13에 도시된 바와 같이, 서브화소 전극(120)에 전류를 인가하여 와이어(121)들을 따라 -y 방향으로 전류가 흐르게 하면, 상기 자성 재료층(130)은 -x 방향으로 자화된다. 즉, 자성재료층(130) 내의 자기 모멘트들이 모두 -x 방향으로 배향된다.
이하, 상술한 구조의 자성재료층(130)에서 광이 투과/차단되는 원리에 대해 설명한다.
자성재료층(130)에 입사하는 전자기파의 자기장은 상기 자성재료층(130)의 자화 방향에 수직한 성분(H⊥)과 수평한 성분(H||)으로 분해될 수 있다. 자화 방향과 평행한 성분(H||)이 자성재료층(130)에 입사하는 경우, 자화 방향으로 배향되어 있는 자기 모멘트들과 상호작용하여 유도 자기 모멘트(induced magnetic moment)가 발생하게 된다. 이렇게 발생한 유도 자기 모멘트는 수평한 성분(H||)의 자기장의 진폭이 시변함에 따라 함께 시변하게 된다. 그 결과, 전자기파 방사의 일반적인 원리에 따라, 시변하는 유도 자기 모멘트에 의해 전자기파가 발생하게 된다. 이렇게 발생한 전자기파는 모든 방향으로 전파될 수 있다. 그러나, 자성재료층(130)의 내부로 진행하는 전자기파(즉, -z 방향으로 진행하는 전자기파)는 자성재료층(130)에 의해 감쇠를 겪게 된다. 전기장의 표면 깊이 길이(skin depth length)와 유사한 개념인 자기 감쇠 길이(magnetic decay length)보다 자성재료층(130)의 두께(t)를 크게 하면, 유도 자기 모멘트에 의해 발생한 전자기파 중에서 자성재료층(130)의 내부로 진행하는 전자기파는 대부분 감쇠하게 되고, +z 방향으로 진행하는 전자기파만이 남게 된다. 따라서, 자화 방향과 평행한 성분(H||)은 자성재료층(130)에 의해 반사되는 것으로 간주될 수 있다.
반면, 자화 방향에 수직한 성분(H⊥)이 자성재료층(130)에 입사하는 경우, 상기 수직한 성분(H⊥)은 자기 모멘트와 상호작용하지 않으며, 따라서 유도 자기 모멘트도 발생하지 않는다. 그 결과, 자화 방향에 수직한 성분(H⊥)은 감쇠 없이 상기 자성재료층(130)을 통과하게 된다.
결과적으로, 자성재료층(130)에 입사하는 전자기파의 자기장 중에서, 자화 방향과 평행한 성분(H||)은 상기 자성재료층(130)에 의해 반사되는 반면, 자화 방향에 수직한 성분(H⊥)은 상기 자성재료층(130)을 투과하게 된다. 따라서, 자화 방향에 수평한 성분의 자기장과 관련된 광 에너지(S || = E ||×H ||)는 상기 자성재료층(130)에 의해 반사되고, 자화 방향에 수직한 성분의 자기장과 관련된 광 에너지(S ⊥ = E ⊥×H ⊥)는 상기 자성재료층(130)을 투과한다.
도 12에서와 같이, 자성재료층(130)에 외부 자기장이 인가되지 않은 경우, 자성재료층(130) 내의 자기 모멘트들은 x-y 평면에서 뿐만 아니라 깊이 방향(즉, -z 방향)으로도 랜덤하게 배향되어 있다. 따라서, 외부 자기장이 인가되지 않은 자성재료층(130)에 입사하는 광은 모두 반사된다. 반면, 도 13에서와 같이, 외부 자기장이 자성재료층(130)에 인가되면, 자성재료층(130) 내의 자기 모멘트들이 한 방향으로 정렬된다. 따라서, 자성재료층(130)에 입사하는 광 중에서, 자화 방향과 평행한 자기장 성분과 관련된 편광 성분의 광은 상기 자성재료층(130)에 의해 반사되고, 자화 방향에 수직한 자기장 성분과 관련된 편광 성분의 광은 자성재료층(130) 을 투과하게 된다. 이러한 점에서, 상기 자성재료층(130)은, 외부 자기장이 인가되지 않으면 광을 차단하고 외부 자기장이 인가되면 광을 투과시키는 광 셔터의 기능을 할 수 있다.
한편, 자성재료층(130)이 광 셔터의 기능을 하기 위해서는, 자성재료층(130)의 내부로 진행하는 전자기파를 충분히 감쇠시킬 수 있는 두께를 가져야 한다. 즉, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 자성재료층(130)의 두께는 자성재료층(130)의 자기 감쇠 길이보다 커야 한다. 특히, 자성재료층(130)이 투명한 매질 내에 분산된 자성 코어로 이루어지는 경우, 자성재료층(130) 내에서 광이 진행하는 경로를 따라 충분한 수의 자성 코어가 존재하여야 한다. 예컨대, 자성 코어가 단층으로 균일하게 분포되어 있는 x-y 평면 상의 동일 층들이 z 방향으로 적층됨으로써 상기 자성재료층(130)이 구성된다고 가정할 경우, -z 방향으로 진행하는 광의 경로를 따라 필요한 자성 코어의 개수 n 은 다음의 수학식과 같이 주어질 수 있다.
n ≥ s / d
여기서, s는 입사광의 파장에서 자성 코어의 자기 감쇠 길이이고, d는 자성 코어의 직경이다. 예컨대, 자성 코어의 직경이 7nm 이고, 입사광의 파장에서 자성 코어의 자기 감쇠 길이가 35nm 인 경우, 광의 경로를 따라 5개의 자성 코어가 요구된다. 따라서, 자성재료층(130)이 투명한 매질 내에 분산된 자성 코어로 이루어지는 경우, 자성 코어의 밀도를 고려하여 자성재료층(130)의 두께 방향으로 n 개 이상의 자성 코어가 존재하도록 자성재료층(130)의 두께를 결정할 수 있다.
도 14 내지 도 17은 이러한 자성재료층(130)의 특성을 확인하기 위한 시뮬레이션 결과를 나타내고 있다.
먼저, 도 14는 외부 자기장이 인가된 상태에서 자성재료층(130)을 통과하는 시변하는 자기장의 세기(A/m)를 나타내는 그래프이고, 도 15는 도 14의 일부분을 확대하여 나타내는 그래프이다. 도 14 및 도 15의 그래프는, 자성재료층(130)의 자성체 재료로서 티타늄을 사용하고 입사광의 파장이 550nm 인 경우에 대해 계산한 결과이다. 티타늄의 경우, 공지된 바와 같이 20℃의 실온에서 약 18 × 10-5 의 자화율(magnetic susceptibility)과 약 2.38 × 106S(Siemens)의 전기 전도도를 갖는다. 도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이, 자성재료층(130)의 자화 방향에 수직한 자기장의 경우, 자성재료층(130)의 두께가 증가하더라도 감쇠 손실 없이 자성재료층(130)을 통과한다. 반면, 자성재료층(130)의 자화 방향과 평행한 광의 경우, 크게 감쇠되어 약 60nm 정도에서 진폭이 0 에 가깝게 된다. 따라서, 자성재료층(130)의 자성체 재료로서 티타늄을 사용하는 경우, 자성재료층(130)의 두께가 약 60nm 이상인 것이 적당하다.
또한, 도 16은 자성재료층(130)의 편광 소거비(즉, 자화 방향에 평행한 자기장을 갖는 광의 투과율에 대한 자화 방향에 수직한 자기장을 갖는 광의 투과율의 비율)(contrast ratio; CR)의 로그 값(즉, log10 CR)을 나타내는 그래프이고, 도 17은 자성재료층(130)의 편광 소거비의 절대값을 나타내는 그래프이다. 예컨대, "W1"이 투과되어야 할 광이고, "W2"가 투과되면 안되는 광이라면, 편광 소거비(CR)는 (W1/W2)로 정의될 수 있다. 상기 자성재료층(130)의 경우에, "W1"은 S ⊥ = E ⊥×H ⊥ 이고, "W2"는 S || = E ||×H || 이다. 도 16 및 도 17의 그래프는, 자성재료층(130)의 두께가 두꺼워질수록 편광 소거비가 크게 증가한다는 것을 보여준다.
이하, 상술한 특성의 자성재료층(130)을 광 셔터로서 이용하는 본 발명의 양호한 실시예에 따른 마그네틱 디스플레이 패널의 한 서브화소(100)의 동작에 대해 상세하게 설명한다.
먼저, 도 18은 제어 회로(160)가 OFF 상태에 있어서, 서브화소 전극(120)으로 전류가 흐르지 않는 경우를 도시한다. 이 경우, 자성재료층(130)에 자기장이 인가되지 않으므로, 자성재료층(130) 내의 자기 모멘트들은 랜덤한 방향으로 배향된다. 따라서, 앞서 설명한 바와 같이, 자성재료층(130)에 입사하는 광은 모두 반사된다. 도 18에 도시된 바와 같이, 백라이트 유닛(도시되지 않음)으로부터 제 1 투명 기판(110)을 통해 자성재료층(130)으로 입사하는 광(A,B)은 자성재료층(130)에 의해 모두 반사된다. 또한, 제 2 투명 기판(150)을 통해 자성재료층(130)으로 입사하는 외부광(A',B')도 역시 상기 자성재료층(130)에 의해 모두 반사된다.
도 19는 제어 회로(160)가 ON 상태에 있어서, 서브화소 전극(120)으로 전류가 흐르는 경우를 도시한다. 이 경우, 서브화소 전극(120)을 통해 자성재료층(130)에 외부 자기장이 인가되므로, 자성재료층(130) 내의 자기 모멘트들이 모두 한 방향으로 배향된다. 따라서, 앞서 설명한 바와 같이, 자성재료층(130)의 자화 방향과 평행한 자기장 성분과 관련된 편광 성분의 광(이하, 평행한 편광 성분의 광)은 상 기 자성재료층(130)에 의해 반사되고, 자화 방향에 수직한 성분의 자기장과 관련된 편광 성분의 광(이하, 수직한 편광 성분의 광)은 상기 자성재료층(130)을 투과하게 된다.
예컨대, 도 19에 도시된 바와 같이, 백라이트 유닛(도시되지 않음)으로부터 제 1 투명 기판(110)을 통해 자성재료층(130)으로 입사하는 광 중에서, 수직한 편광 성분의 광(A)은 상기 자성재료층(130)을 통과하여 영상 형성에 기여한다. 반면, 평행한 편광 성분의 광(B)은 자성재료층(130)에 의해 반사된다. 반사된 평행한 편광 성분의 광(B)은, 예컨대, 백라이트 유닛의 하부에 마련된 미러(도시되지 않음)에 의해 반사된 후, 확산판(도시되지 않음) 등을 이용하여 무편광 상태의 광으로 바뀔 수 있다. 이러한 과정을 통해, 반사된 평행한 편광 성분의 광을 재활용하는 것이 가능하다.
또한, 제 2 투명 기판(150)을 통해 자성재료층(130)으로 입사하는 외부광 중에서, 수직한 편광 성분의 광(A')은 그대로 자성재료층(130)을 통과하게 된다. 이때, 도 1과 관련하여 이미 설명한 바와 같이, 상기 자성재료층(130)으로부터 제 1 투명 기판(110)까지의 광 표면 중 적어도 하나의 표면에 반투과 미러를 형성하는 경우, 수직한 편광 성분의 외부광(A')을 다시 반사하여 영상 형성에 이용할 수 있다. 반면, 제 2 투명 기판(150)을 통해 자성재료층(130)으로 입사하는 평행한 편광 성분의 광(B')은 자성재료층(130)의 표면에서 반사된다. 이렇게 반사된 광(B')은 영상 형상에 기여하지 않고, 관찰자의 눈을 피로하게 할 수 있다. 따라서, 자성재료층(130)으로부터 제 2 투명 기판(150)까지의 광 표면 중 적어도 하나의 표면에, 평행한 편광 성분의 광(B')만을 흡수하기 위한 흡수형 편광판을 배치하는 것이 가능하다. 또한, 도 1과 관련하여 이미 설명한 바와 같이, 자성재료층(130)으로부터 제 2 투명 기판(150)까지의 광 표면 중 적어도 하나의 표면에 반사방지 코팅을 형성할 수도 있다.
도 20은 본 발명의 다른 실시예에 따른 마그네틱 디스플레이 패널의 한 서브화소(100')의 구조를 개략적으로 도시하고 있다. 도 1에 도시된 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100)와 비교할 때, 도 20에 도시된 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100')의 경우, 컬러 필터(140)가 제 1 투명 기판(110)과 서브화소 전극(120)의 사이에 배치되어 있다. 또한, 블랙 매트릭스(145)는 제 2 투명 기판(150)과 공통 전극(125)의 사이에 배치되어 있다. 이에 따라, 자성재료층(130)이 있는 영역에서 제 2 투명 기판(150)과 공통 전극(125)은 직접 접하게 된다. 이러한 구조에서, 반사방지 코팅 또는 흡수형 편광판은 자성재료층(130)으로부터 제 2 투명 기판(150)까지의 광학 표면 중에서 적어도 하나의 표면, 예컨대, 자성재료층(130)과 공통 전극(125) 사이의 표면, 공통 전극(125)과 제 2 투명 기판(150) 사이의 표면, 및 제 2 투명 기판(150)의 상면 중에서 적어도 하나 표면에 형성될 수 있다. 또한, 자성재료층(130)을 통과하는 외부광을 재활용하기 위한 미러 또는 반투과 미러는 상기 컬러 필터(140)와 제 1 투명 기판(110) 사이의 표면 또는 제 1 투명 기판(110)의 저면에 형성되는 것이 적당하다. 도 20에 도시된 실시예의 경우, 백라이트 유닛(도시되지 않음)으로부터 방출되는 강한 세기의 광이 컬러 필터(140)를 먼저 통과하기 때문에, 자성재료층(130)에 대한 광의 영향을 감소시킬 수 있다. 도 20에는 컬러 필터(140)가 제 1 투명 기판(110)과 서브화소 전극(120)의 사이에 배치되는 것으로 도시되어 있으나, 자성재료층(130)과 서브화소 전극(120) 사이에 컬러 필터(140)가 배치될 수도 있다.
도 21은 도 1에 도시된 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소의 구조를 이용한 양면 디스플레이 패널의 개략적인 구조를 도시하는 단면도로서, 편의상 하나의 서브화소의 구조만을 도시하고 있다. 도 21을 참조하면, 백라이트 유닛(200)의 양면에 제 1 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100a)와 제 2 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100b)가 각각 대칭적인 구성으로 배치되어 있다. 상기 제 1 및 제 2 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100a,100b)의 구조는, 도 1에 도시된 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100)와 완전히 동일하다. 즉, 본 발명에 따른 마그네틱 디스플레이 패널의 하나의 서브화소(100a,100b)는 각각, 서로 대향하도록 배치된 제 1 투명 기판(110a,110b) 및 제 2 투명 기판(150a,150b), 상기 제 1 투명 기판(110a,110b)과 제 2 투명 기판(150a,150b) 사이에 채워진 자성재료층(130a, 130b), 제 1 투명 기판(110a,110b)의 내부 표면위에 부분적으로 형성된 서브화소 전극(120a,120b), 제 2 투명 기판(150a,150b)의 내부 표면위에 배치된 컬러 필터(140a,140b), 상기 컬러 필터(140a,140b)의 표면에 배치된 공통 전극(125a, 125b), 및 상기 자성재료층(130a,130b)의 측면에 배치되어 상기 자성재료층(130a, 130b)을 밀폐시키고 상기 서브화소 전극(120a,120b)과 공통 전극(125a,125b)을 전기적으로 연결하는 도전성 스페이서(123a,123b)를 포함한다. 본 발명에 따르면, 백라이트 유닛(200)의 양면에 배치된 상기 제 1 및 제 2 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100a,100b)들은 각각 개별적으로 ON/OFF 될 수 있다.
도 22는 도 21에 도시된 본 발명에 따른 양면 디스플레이 패널의 동작을 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도 22에서, 제 1 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100a)는 OFF 상태이고, 제 2 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100b)는 ON 상태인 경우가 예시적으로 도시되어 있다. 이 경우, 제 1 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100a)가 OFF 상태이므로, 제 1 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100a)의 자성재료층(130a)에 입사하는 백라이트 유닛(200)으로부터의 광(A,B)과 외부광(A',B')은 모두 상기 자성재료층(130a)에 의해 모두 반사된다.
반면, 제 2 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100b)는 ON 상태에 있으므로, 백라이트 유닛(200)으로부터 제 1 투명 기판(110b)을 통해 자성재료층(130b)으로 입사하는 광 중에서, 수직한 편광 성분의 광(A)은 상기 자성재료층(130b)을 통과하여 제 2 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100b)의 영상 형성에 기여한다. 또한, 평행한 편광 성분의 광(B)은 제 2 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100b)의 자성재료층(130b)에 의해 반사된다. 상기 평행한 편광 성분의 광(B)은, 제 1 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100a)의 자성재료층(130a)에 의해 반사된 후, 제 2 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100b)의 자성재료층(130b)에 다시 입사할 수 있다. 따라서, 백라이트 유닛(200) 내에 확산판을 마련할 경우, 반사된 평행한 편광 성분의 광(B)을 무편광 상태의 광으로 바꾸어 재활용하는 것이 가능하다.
한편, 제 2 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100b)의 제 2 투명 기 판(150b)을 통해 자성재료층(130b)으로 입사하는 외부광 중에서, 수직한 편광 성분의 광(A")은 그대로 자성재료층(130b)을 통과하게 된다. 그런 후, 상기 수직한 편광 성분의 광(A")은 제 1 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100a)의 자성재료층(130a)에 의해 반사되어, 상기 제 2 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100b)의 자성재료층(130b)에 다시 입사한다. 이렇게 입사한 수직한 편광 성분의 광(A")은 상기 자성재료층(130b)을 통과하므로, 제 2 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100b)의 영상 형성에 기여한다. 또한, 제 2 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100b)의 자성재료층(130b)으로부터 제 1 투명 기판(110b)까지의 광 표면들 중에서 적어도 하나의 표면에 반투과 미러가 형성된 경우에도 위와 동일한 효과를 얻을 수 있다. 이 경우, 자성재료층(130b)을 통과한 수직한 편광 성분의 광(A")의 일부는 반투과 미러에 의해 반사되고, 나머지 일부는 제 1 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100a)의 자성재료층(130a)에 의해 반사된다. 반면, 평행한 편광 성분의 외부광(B")은 제 2 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100b)의 자성재료층(130b)에 의해 반사될 것이다. 따라서, 앞서 이미 설명한 바와 같이, 제 2 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100b)의 자성재료층(130b)으로부터 제 2 투명 기판(150b)까지의 광 표면 중 적어도 하나의 표면에, 평행한 편광 성분의 외부광(B")만을 흡수하기 위한 흡수형 편광판(도시되지 않음)을 설치하거나 반사방지 코팅(도시되지 않음)을 형성할 수 있다.
도시되지는 않았지만, 제 1 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100a)와 제 2 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100b)가 모두 ON 상태인 경우, 백라이 트 유닛(200)으로부터 방출된 광 중에서, 수직한 편광 성분의 광(A)은 제 1 및 제 2 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100a,100b)의 자성재료층(130a,130b)을 모두 통과하여 제 1 및 2 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100a,100b)의 영상 형성에 기여한다. 또한, 제 1 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100a)의 제 2 투명 기판(150a)을 통해 자성재료층(130a)으로 입사하는 수직한 편광 성분의 외부광(A')은 그대로 자성재료층(130a)을 통과한다. 그런 후, 상기 수직한 편광 성분의 외부광(A')의 일부는 제 2 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100b)의 자성재료층(130b)을 통과하여, 제 2 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100b)의 영상 형성에 기여할 수 있다.
그리고, 상기 수직한 편광 성분의 외부광(A')의 나머지 일부는, 제 1 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100a)의 자성재료층(130a)으로부터 제 1 투명 기판(110a)까지의 광 표면들 중에서 적어도 하나의 표면에 형성된 반투과 미러에 의해 반사되어, 제 1 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100a)의 영상 형성에 기여할 수 있다. 마찬가지로, 제 2 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100b)의 제 2 투명 기판(150b)을 통해 자성재료층(130b)으로 입사하는 수직한 편광 성분의 외부광(A")은 그대로 자성재료층(130b)을 통과한다. 그런 후, 상기 수직한 편광 성분의 외부광(A")의 일부는 제 1 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100a)의 자성재료층(130a)을 통과하여, 제 1 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100a)의 영상 형성에 기여한다. 그리고, 상기 수직한 편광 성분의 외부광(A")의 나머지 일부는, 제 2 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100b)의 자성재료층(130b)으로부터 제 1 투명 기판(110b)까지의 광 표면들 중 적어도 하나의 표면에 형성된 반투과 미러에 의해 반사되어, 제 2 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100b)의 영상 형성에 기여할 수 있다.
도 23은 도 20에 도시된 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100')를 이용한 양면 디스플레이 패널의 한 서브화소의 개략적인 구조를 도시하고 있다. 도 23을 참조하면, 백라이트 유닛(200)의 양면에 제 3 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100'a)와 제 4 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100'b)가 각각 배치되어 있다. 상기 제 3 및 제 4 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100'a,100'b)의 구조는, 도 20에 도시된 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100')와 완전히 동일하다. 도 21의 경우와 마찬가지로, 상기 제 3 및 제 4 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100'a,100'b)는 각각 개별적으로 ON/OFF 될 수 있다. 도 23에 도시된 이러한 양면 디스플레이 패널의 서브화소는 도 22에 도시된 양면 디스플레이 패널의 서브화소의 동작과 동일하게 동작할 수 있다.
본 발명은 구부러지지 않는 딱딱한 평판 디스플레이에만 적용되는 것이 아니라 쉽게 휘어질 수 있는 플렉시블 디스플레이에도 적용될 수 있다. 종래의 액정 디스플레이 패널의 경우, 제조 공정 중에 고온 공정이 필요하기 때문에 고온에 약한 플렉시블 기판을 사용할 수 없어서, 플렉시블 디스플레이에 적용이 어려웠다. 그러나, 본 발명에서 핵심이 되는 자성재료층(130)은 약 130도 정도의 저온 공정으로도 제조가 가능하기 때문에, 플렉시블 디스플레이의 제조에 적용이 가능하다.
본 발명에 따른 마그네틱 디스플레이 패널을 플렉시블 디스플레이에 적용하 기 위해서는 구성 요소들이 모두 플렉서블한 재료로 이루어져야 한다. 예컨대, 도 1을 참조할 때, 제 1 및 제 2 투명 기판(110,150)의 재료로서, 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리카보네이트(PC) 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)와 같은 광투과성 수지 재료를 사용할 수 있다. 또한, 서브화소 전극(120)과 공통 전극(125)으로서, 예컨대, 요오드 도핑된 폴리아세틸렌(iodine-doped polyacetylene)과 같은 도전성 폴리머 재료를 사용할 수 있다. 요오드 도핑된 폴리아세틸렌은 도전성이 은과 비슷한 정도로 매우 높지만 불투명하기 때문에, 종래의 액정 디스플레이 패널에서는 사용되지 않았다. 그러나, 앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 경우 서브화소 전극(120)과 공통 전극(125)이 투명하지 않아도 무방하다. 제어 회로(160)의 경우, 통상적인 플렉서블 유기 EL 디스플레이(또는, 플렉서블 OLED 디스플레이)에서 주로 사용하는 공지된 유기 박막 트랜지스터(organic TFT)를 사용할 수 있다. 또한, 자성재료층(130)으로부터 제 1 투명 기판(110)까지의 광 표면 중 적어도 하나의 표면에 형성되는 미러 또는 반투과 미러는 금속 미러가 아닌 유전체 미러로 이루어지는 것이 적당하다. 백라이트 유닛 역시, 에지형의 경우 상술한 플렉서블 광투과성 재료로 이루어진 플렉서블 도광판을 이용하여 구성될 수 있으며, 직하형의 경우 플렉서블 기판 위에 광원을 배열하여 구성될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 마그네틱 디스플레이 패널을 신문처럼 한 번 보고 버릴 수 있는 플렉서블 디스플레이(paper like flexible display)에 적용하는 경우에는, 광원으로서 백라이트 유닛 대신에 야광(glow) 재료를 사용할 수 있다. 예컨대, ZnS:Cu(copper-activated zinc sulfide) 또는 ZnS:Cu,Mg(Copper and magnesium activated zinc sulfide) 등과 같은 야광 재료를 백라이트 대신 광원으로서 사용할 수 있다.
또한, 플렉서블 디스플레이의 다른 예로서, 유기 박막 트랜지스터 대신에 무기 박막 트랜지스터(inorganic TFT)를 사용할 수도 있다. 무기 박막 트랜지스터는 구조가 딱딱하고 고온 공정이 요구되기 때문에, 이 경우 서브화소의 구조 내에서 트랜지스터 부분만을 분리하여 별도의 플렉서블 디스플레이 유닛과 제어부를 각각 제조한다. 도 24에는 이러한 플렉서블 마그네틱 디스플레이 패널의 하나의 서브화소(100")를 개략적으로 도시하고 있다. 도 24에 도시된 플렉서블 마그네틱 디스플레이 패널의 한 서브화소(100")는, 도 1에 도시된 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100)와 비교할 때, 서브화소 내에서 제어 회로(160)가 제거되었다는 차이가 있다. 도 24에 도시된 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100")의 나머지 구성은 도 1에 도시된 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100)와 동일하다. 또한, 제 1 및 제 2 투명 기판(110,150), 서브화소 전극(120) 및 공통 전극(125) 등의 재료로는 앞서 설명한 플렉서블한 재료를 사용한다.
이렇게 해서, 도 25에 도시된 바와 같이, 각각의 서브화소들을 구동시키기 위한 무기 박막 트랜지스터들로 이루어진 제어부(500)와 서브화소 내에서 트랜지스터와 같은 제어 회로(160)가 제거된 별도의 플렉서블 디스플레이 유닛(400)이 제공된다. 제어부(500)는 각각의 서브화소들과 대응하는 다수의 무기 박막 트랜지스터들로 구성되며, 플렉서블 디스플레이 유닛(400)과의 연결을 위한 제 1 커넥터(340)를 구비한다. 상기 제 1 커넥터(340)는 다수의 무기 박막 트랜지스터의 드레인으로 부터 연장된 제어부측 서브화소 전극(330)들 및 소스로부터 연장되는 제어부측 공통 전극(310)과 전기적으로 연결되어 있다. 또한, 플렉서블 디스플레이 유닛(400)은 상기 제어부(500)의 제 1 커넥터(340)와 결합되는 제 2 커넥터(410)를 구비한다. 제 2 커넥터(410)는 플렉서블 디스플레이 유닛(400)의 서브화소 전극(120)들 및 공통 전극(125)과 전기적으로 연결되어 있다. 따라서, 상기 제 1 커넥터(340)와 제 2 커넥터(400)를 결합하면, 제어부(500)를 통해 플렉서블 디스플레이 유닛(400) 내의 각각의 서브화소들의 ON/OFF 를 제어하는 것이 가능하다.
지금까지, 본원 발명의 이해를 돕기 위하여 모범적인 실시예가 설명되고 첨부된 도면에 도시되었다. 그러나, 이러한 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이고 이를 제한하지 않는다는 점이 이해되어야 할 것이다. 그리고 본 발명은 도시되고 설명된 설명에 국한되지 않는다는 점이 이해되어야 할 것이다. 이는 다양한 다른 변형이 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일어날 수 있기 때문이다.
도 1은 본 발명에 따른 마그네틱 디스플레이 패널의 한 서브화소의 구조를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 본 발명에 따른 마그네틱 디스플레이 패널의 한 서브화소의 서브화소 전극, 도전성 스페이서 및 공통 전극의 구조를 예시적으로 도시하고 있다.
도 3a는 서브화소 전극의 와이어 주변에 형성되는 자기장 분포를 개략적으로 도시한다.
도 3b는 도 2의 라인 AA'를 따라 절단한 서브화소 전극, 자성재료층 및 공통 전극의 단면 구조를 예시적으로 도시하는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소 배열 및 공통 전극의 구조를 개략적으로 도시한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소 배열 및 공통 전극의 구조를 개략적으로 도시한다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소 배열 및 공통 전극의 구조를 개략적으로 도시한다.
도 7은 도 1에 도시된 본 발명에 따른 마그네틱 디스플레이 패널의 한 서브화소의 자성재료층의 개략적인 구조를 예시적으로 도시한다.
도 8은 도 7에 도시된 자성재료층의 단면도이다.
도 9는 도 7에 도시된 자성재료층에 사용되는 자성 입자의 구조를 예시적으 로 도시한다.
도 10은 도 7에 도시된 자성재료층에 사용되는 자성 입자의 다른 구조를 예시적으로 도시한다.
도 11a 및 도 11b는 자성재료층의 다른 구조를 예시적으로 도시한다.
도 12는 외부 자기장이 인가되지 않은 경우에 자성재료층 내의 자기 모멘트들의 배향을 개략적으로 도시한다.
도 13은 외부 자기장이 인가된 경우에 자성재료층 내의 자기 모멘트들의 배향을 개략적으로 도시한다.
도 14 및 도 15는 자성재료층에서 자기장의 투과를 나타내는 그래프이다.
도 16 및 도 17은 자성재료층에서의 수직한 광과 평행한 광의 투과 비율을 나타내는 그래프이다.
도 18은 본 발명에 따른 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소가 OFF 상태에 있는 경우의 동작을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 19는 본 발명에 따른 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소가 ON 상태에 있는 경우의 동작을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 20은 본 발명의 다른 실시예에 따른 마그네틱 디스플레이 패널의 한 서브화소의 구조를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 21은 도 1에 도시된 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소를 이용한 양면 디스플레이 패널의 개략적인 구조를 도시하는 단면도이다.
도 22는 도 21에 도시된 양면 디스플레이 패널의 서브화소의 동작을 개략적 으로 도시하는 단면도이다.
도 23은 도 20에 도시된 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소를 이용한 양면 디스플레이 패널의 서브화소의 개략적인 구조를 도시하는 단면도이다.
도 24는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 마그네틱 디스플레이 패널의 한 서브화소의 구조를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 25는 제어부와 디스플레이 유닛 사이의 연결 구조를 개략적으로 도시하는 개념도이다.
※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ※
26.....자성 입자
100....마그네틱 디스플레이 패널의 한 서브화소
110,150....투명 기판 120....서브화소 전극
121,126,127....홀(hole) 122....와이어
123....도전성 스페이서 125....공통 전극
130....자성재료층 140....컬러 필터
145....블랙 매트릭스 160....제어 회로
170....격벽 200....백라이트 유닛
300....마그네틱 디스플레이 패널 400....플렉서블 디스플레이 유닛
500....제어부

Claims (50)

  1. 외부 자기장이 인가되면 광을 투과시키고 외부 자기장이 인가되지 않으면 광을 투과시키지 않는 자성재료층;
    상기 자성재료층의 하부 표면에 배치된 제 1 전극;
    상기 자성재료층의 상부 표면에 배치된 제 2 전극; 및
    상기 자성재료층의 측면에 배치되어 상기 제 1 전극과 제 2 전극을 전기적으로 연결하는 스페이서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 화소.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 자성재료층은 외부 자기장이 인가되면 제 1 편광방향의 광을 투과시키고 제 1 편광방향에 수직한 제 2 편광방향의 광을 반사하며, 외부 자기장이 인가되지 않으면 모든 광을 반사하는 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 화소.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 자성재료층은, 자성 입자들이 서로 뭉침 없이 투명한 절연성 매질 내에 매립되어 있는 구조인 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 화소.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 자성재료층의 두께는 자성재료층의 자기 감쇠 길이보다 큰 것을 특징으 로 하는 마그네틱 디스플레이 화소.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 자성재료층은 코어-쉘 구조의 자성 입자들로 이루어지는 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 화소.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 코어-쉘 구조의 자성 입자는 도전성을 갖는 자성체로 이루어진 자성 코어 및 상기 자성 코어 둘레의 절연성 쉘을 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 화소.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 절연성 쉘은 상기 자성 코어를 둘러싸는 투명한 절연성 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 화소.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 절연성 셀은 상기 자성 코어를 둘러싸는 폴리머 형태의 투명한 절연성 표면활성제로 이루어지는 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 화소.
  9. 제 6 항에 있어서,
    하나의 자성 코어가 하나의 단일 자구(single magnetic domain)를 형성하는 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 화소.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 자성 코어를 형성하는 도전성 자성체는 티타늄, 알루미늄, 바륨, 백금, 나트륨, 스트론튬, 마그네슘, 디스프로슘, 망간, 가돌리늄, 은, 구리, 크롬, 니켈, 철, 코발트 및 철산화물 중에서 선택된 어느 하나의 재료 또는 그 합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 화소.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 자성재료층은, 실린더 기둥 형태의 자성 입자들이 서로 뭉침 없이 투명한 절연성 매질 내에 박혀 있는 구조인 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 화소.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 자성재료층은 도전성을 갖는 자성 폴리머 필름으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 화소.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 전극에 배치된 제 1 투명 기판 및 상기 제 2 전극에 배치된 제 2 투명 기판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 화소.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 2 전극과 제 2 투명 기판 사이 또는 상기 제 1 전극과 제 1 투명 기판 사이에 배치되는 컬러 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 화소.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 자성재료층으로부터 제 2 투명 기판의 외부 표면까지의 광학 표면 중 적어도 하나의 표면에 형성된 반사방지 코팅을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 화소.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 자성재료층으로부터 제 2 투명 기판의 외부 표면까지의 광학 표면 중 어느 하나의 표면에 배치된 흡수형 편광자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 화소.
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 자성재료층으로부터 제 1 투명 기판의 외부 표면까지의 광학 표면 중 적어도 하나의 표면에 형성된 미러 또는 반투과 미러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 화소.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 전극과 자성재료층 사이의 계면 또는 상기 제 2 전극과 자성재료층 사이의 계면에 광투과성 층이 추가적으로 개재되어 있는 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 화소.
  19. 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 전극, 제 2 전극 및 도전성 스페이서는, 알루미늄, 구리, 은, 백금, 금, 바륨, 크롬, 나트륨, 스트론튬, 마그네슘 및 요오드 도핑된 폴리아세틸렌 중에서 어느 하나의 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 화소.
  20. 제 19 항에 있어서,
    광이 상기 제 1 전극을 통과할 수 있도록, 상기 제 1 전극에서 상기 자성재료층과 대향하는 영역에 제 1 홀이 형성되어 있으며, 전류의 진행 방향으로 연장된 다수의 와이어들이 상기 제 1 홀 내에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 화소.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 와이어들 사이의 제 1 홀 영역 내에 광투과성 재료가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 화소.
  22. 제 19 항에 있어서,
    광이 상기 제 2 전극을 통과할 수 있도록, 상기 제 2 전극에서 상기 자성재료층과 대향하는 영역에 제 2 홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 화소.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 제 2 전극의 제 2 홀 영역 내에 광투과성 재료가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 화소.
  24. 제 19 항에 있어서,
    상기 제 2 전극은 상기 도전성 스페이서와 전기적으로 연결되는 메시 또는 격자 구조의 와이어인 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 화소.
  25. 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 전극 및 제 2 전극이 투명한 도전성 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 화소.
  26. 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자성재료층의 측면에 배치되는 것으로, 상기 제 1 전극과 제 2 전극 사이의 전류 흐름을 스위칭하는 제어 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 화소.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 제 2 전극의 표면에서 상기 제어 회로 및 도전성 스페이서와 대향하는 영역에 배치되는 블랙 매트릭스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 화소.
  28. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 다수의 마그네틱 디스플레이 화소들을 구비하는 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 패널.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 제 1 전극에 배치된 제 1 투명 기판 및 상기 제 2 전극에 배치된 제 2 투명 기판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 패널.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 제 2 전극과 제 2 투명 기판 사이 또는 상기 제 1 전극과 제 1 투명 기판 사이에 배치되는 컬러 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플 레이 패널.
  31. 제 29 항에 있어서,
    상기 자성재료층으로부터 제 2 투명 기판의 외부 표면까지의 광학 표면 중 적어도 하나의 표면에 형성된 반사방지 코팅을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 패널.
  32. 제 29 항에 있어서,
    상기 자성재료층으로부터 제 2 투명 기판의 외부 표면까지의 광학 표면 중 어느 하나의 표면에 배치된 흡수형 편광자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 패널.
  33. 제 29 항에 있어서,
    상기 자성재료층으로부터 제 1 투명 기판의 외부 표면까지의 광학 표면 중 적어도 하나의 표면에 형성된 미러 또는 반투과 미러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 패널.
  34. 제 29 항에 있어서,
    상기 제 1 전극과 자성재료층 사이의 계면 또는 상기 제 2 전극과 자성재료층 사이의 계면에 광투과성 층이 추가적으로 개재되어 있는 것을 특징으로 하는 마 그네틱 디스플레이 패널.
  35. 제 29 항에 있어서,
    다수의 마그네틱 디스플레이 화소들이 하나의 공통된 제 1 투명 기판, 제 2 투명 기판 및 제 2 전극을 공유하며, 자성재료층과 상기 자성재료층에 자기장을 인가하기 위한 제 1 전극은 각각의 마그네틱 디스플레이 화소마다 하나씩 배치되는 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 패널.
  36. 제 35 항에 있어서,
    상기 제 1 전극, 제 2 전극 및 도전성 스페이서는, 알루미늄, 구리, 은, 백금, 금, 바륨, 크롬, 나트륨, 스트론튬, 마그네슘 및 요오드 도핑된 폴리아세틸렌 중에서 어느 하나의 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 패널.
  37. 제 36 항에 있어서,
    광이 상기 제 1 전극을 통과할 수 있도록, 상기 제 1 전극에서 상기 자성재료층과 대향하는 영역에 제 1 홀이 형성되어 있으며, 전류의 진행 방향으로 연장된 다수의 와이어들이 상기 제 1 홀 내에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 패널.
  38. 제 37 항에 있어서,
    상기 와이어들 사이의 제 1 홀 영역 내에 광투과성 재료가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 패널.
  39. 제 36 항에 있어서,
    광이 상기 제 2 전극을 통과할 수 있도록, 상기 제 2 전극에서 적어도 하나의 마그네틱 디스플레이 화소와 대향하는 영역에 제 2 홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 패널.
  40. 제 39 항에 있어서,
    상기 제 2 전극의 제 2 홀 영역 내에 광투과성 재료가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 패널.
  41. 제 36 항에 있어서,
    상기 제 2 전극은 상기 도전성 스페이서와 전기적으로 연결되는 메시 또는 격자 구조의 와이어인 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 패널.
  42. 제 35 항에 있어서,
    상기 제 1 전극 및 제 2 전극이 투명한 도전성 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 패널.
  43. 제 29 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 투명 기판 사이에서 자성재료층의 측면에 배치되는 것으로, 상기 제 1 전극과 제 2 전극 사이의 전류 흐름을 스위칭하는 제어 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 패널.
  44. 제 43 항에 있어서,
    상기 제 2 전극과 제 2 투명 기판 사이에서 상기 제어 회로 및 도전성 스페이서와 대향하는 영역에 배치되는 블랙 매트릭스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 패널.
  45. 제 29 항에 있어서,
    상기 마그네틱 디스플레이 패널은 상기 제 1 투명 기판, 제 2 투명 기판, 제 1 전극 및 제 2 전극이 플렉서블한 재료로 이루어진 플렉서블 디스플레이 패널인 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 패널.
  46. 제 45 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 투명 기판은 광투과성 수지 재료로 이루어지며, 상기 제 1 및 제 2 전극은 도전성 폴리머 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 패널.
  47. 제 45 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 투명 기판 사이에서 자성재료층의 측면에 배치되는 것으로, 상기 제 1 전극과 제 2 전극 사이의 전류 흐름을 스위칭하는 유기 박막 트랜지스터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 패널.
  48. 제 45 항에 있어서,
    상기 마그네틱 디스플레이 패널은, 다수의 마그네틱 디스플레이 화소들이 배열된 디스플레이 유닛 및 각각의 마그네틱 디스플레이 화소에 대해 제 1 전극과 제 2 전극 사이의 전류 흐름을 개별적으로 스위칭하는 분리된 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 패널.
  49. 백라이트 유닛; 및
    상기 백라이트 유닛의 양면에 대칭적인 구성으로 배치되는 것으로, 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 따른 다수의 마그네틱 디스플레이 화소들을 구비하는 제 1 및 제 2 마그네틱 디스플레이 패널;을 포함하는 것을 특징으로 하는 양면 디스플레이 패널.
  50. 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 따른 다수의 마그네틱 디스플레이 화소들을 구비하는 마그네틱 디스플레이 패널을 채용한 전자기기.
KR1020070080599A 2007-02-16 2007-08-10 마그네틱 디스플레이 화소 및 마그네틱 디스플레이 패널 KR20090016153A (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070080599A KR20090016153A (ko) 2007-08-10 2007-08-10 마그네틱 디스플레이 화소 및 마그네틱 디스플레이 패널
US12/028,253 US20080198439A1 (en) 2007-02-16 2008-02-08 Magnetic display pixel and magnetic display panel
PCT/KR2008/000765 WO2008100041A1 (en) 2007-02-16 2008-02-11 Magnetic display pixel and magnetic display panel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070080599A KR20090016153A (ko) 2007-08-10 2007-08-10 마그네틱 디스플레이 화소 및 마그네틱 디스플레이 패널

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20090016153A true KR20090016153A (ko) 2009-02-13

Family

ID=40685429

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070080599A KR20090016153A (ko) 2007-02-16 2007-08-10 마그네틱 디스플레이 화소 및 마그네틱 디스플레이 패널

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20090016153A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116300182A (zh) * 2023-05-11 2023-06-23 惠科股份有限公司 显示面板和显示装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116300182A (zh) * 2023-05-11 2023-06-23 惠科股份有限公司 显示面板和显示装置
CN116300182B (zh) * 2023-05-11 2023-08-25 惠科股份有限公司 显示面板和显示装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20080198439A1 (en) Magnetic display pixel and magnetic display panel
US20080198441A1 (en) Color selective active polarizer and magnetic display panel employing the same
US20080198440A1 (en) Active reflective polarizer and magnetic display panel comprising the same
US20080199667A1 (en) Magnetic field controlled active reflector and magnetic display panel comprising the active reflector
CN109119453B (zh) 显示面板及其制作方法和显示装置
CN104122729B (zh) 透明显示装置及其制造方法
CN105301852B (zh) 光控制设备及其制造方法以及具有该设备的透明显示装置
US10386694B2 (en) Display panel and driving method thereof
US20080198109A1 (en) Color magnetic display pixel panel
CN108254954A (zh) 透明显示装置
CN101611342A (zh) 磁场控制主动反射器和包括所述主动反射器的磁显示面板
TW201346330A (zh) 雙模式顯示裝置
KR102356886B1 (ko) 광 제어 장치, 광 제어 장치의 제조 방법 및 광 제어 장치를 포함하는 표시 장치
KR20150116022A (ko) 표시 장치
KR20080076705A (ko) 광학 장치 및 이를 채용한 액정 표시 장치
KR20180107443A (ko) 광루미네선스 장치, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 표시 장치
US20170097537A1 (en) Light Controlling Device, Transparent Display Device Including the Same, and Method for Fabricating the Same
KR20130014144A (ko) 표시 장치
US20210080762A1 (en) Display device, display system and display method
EP2028534A2 (en) Reflective magnetic display
TWI437341B (zh) 3D display and its manufacturing method of grating device
US20160216557A1 (en) Liquid crystal display and method of manufacturing the same
KR20090024964A (ko) 능동형 반사 편광소자 및 이를 채용한 마그네틱 디스플레이패널
KR20090016154A (ko) 컬러 선택성 능동형 편광자 및 이를 채용한 마그네틱디스플레이 패널
KR100672644B1 (ko) 칼라 필터 및 이를 이용한 투과형 액정 표시 장치

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Withdrawal due to no request for examination