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KR100195102B1 - 디스플레이용 광량 조절 소자 - Google Patents

디스플레이용 광량 조절 소자 Download PDF

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Abstract

본 발명은 디스플레이용 광량 조절 소자에 관한 것으로서, 유리기판(20) 내면에 투명전극(11), (11')을 도포하고 그 사이에 유전성물질(12)을 개재시킨 후, 전극에 선택적으로 전압을 인가하여 그 전극에 충진되는 전자의 밀도에 따라 입사되는 광을 반사 또는 투과시킴으로써 화상을 제공하는 특징이 있으며, 따라서 종래 액정 표시 소자의 문제점인 광 효율의 저하 및 액정 취급의 곤란성을 제거하였다.

Description

디스플레이용 광량 조절 소자
제1도는 종래의 액정 표시 소자를 나타낸 개략적 단면도이다.
제2도는 본 발명에 따른 디스플레이용 광량 조절 소자를 나타낸 개략적 단면도이다.
제3도는 제2도에 있어서 전압이 인가되지 않은 상태a 및 전압이 인가된 상태b를 나타낸 도면이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1, 1' : 제1, 2 유리기판 2, 2' : 제1, 2전극
3 : 배향막 4 : 액정
5, 5' : 스페이서 10 : 편광판
11, 11' : 투명전극 12 : 유전성 물질
20 : 유리기판 100 : 입사광
본 발명은 디스플레이용 광량 조절 소자에 관한 것으로서, 특히, 전자의 농도를 조절함으로써 입사되는 광량을 조절할 수 있는 소자에 관한 것이다.
텔레비젼 수상기 또는 컴퓨터 모니터 등의 소형화 추세에 따라서 디스플레이 장치의 경박단소에 대한 요구가 점증되고 있다. 그러한 디스플레이 장치의 소형화 추세에 부응하기 위한 것으로서 액정 표시 소자를 들 수 있다. 일반적으로 액정 표시 소자는 음극선관을 이용한 표시장치와 비교해 볼 때 구현 가능한 화면 크기를 대폭 늘릴수 있고, 그 두께를 작게 할 수 있고, 나아가 평면 사각을 손쉽게 구현할 수 있는 장점이 있다. 또한, 소비전력이 기존의 디스플레이 장치에 대해서 적으므로 그 유용성은 더욱 증대된다.
종래의 액정 표시 소자에 대한 실시예가 제1도에 도시되어 있다.
도시된 바와 같이, 서로 대향되는 두 개의 평행한 편광판(10), (10') 사이에 제1유리기판(1) 및 제2유리기판(1')을 배열하고, 그 위에 소정 패턴의 전극(2), (2')이 서로 교차되게 형성된다. 여기에서, 전극(2), (2')은 ITO(Indium Tin Oxide) 투명전극이 널리 사용된다.
이들 전극(2), (2')위에는 다시 액정 배향을 위한 제어면이 형성된 액정 배향막(3), (3')이 피복된다. 이 배향막(3), (3')은 각각 전극을 가진 기판면 상에 고분자 물질 또는 무기 물질의 배향막을 피복하고 그 표면을 솜이나 천 등으로 일정한 방향으로 문지르는 소위 러빙(rubbing)처리를 실시한다든가 또는 예컨대, 산화규소를 증착하는 등의 방법에 의해 만들어진다. 다음으로, 대칭적으로 구성된 이들 구조는 실링역할을 하는 스페이서(5), (5')에 의해 일정 간격 이격되어 접합되고 이 사이에 액정(4)이 주입된 후 밀봉된다.
이렇게 구성된 액정 표시 소자에 입사광(100)을 주사하면 그 광은 편광판(10)에 의해 편광된다. 편광된 광은 제1유리기판(1)을 통과하여 액정(4)에 도달하게 되는데, 액정(4)은 그 분자 배열 구조가 위에서 아랫방향으로 나선형으로 비틀려 있다. 따라서, 전극(2), (2')에 아무런 전압이 가해지지 않은 통상의 상태에서는 상기 분자 배열을 따라서 전달된 광이 편광판(10')에 의해 차단되어 통과되지 못한다. 그러나, 전극(2), (2')에 일정 전압을 인가하면 상기 액정(4)은 일렬로 정렬하면서 입사광을 전달하므로 이 광은 그대로 편광판(10')을 통과하여 출사한다.
입사광 및 출사광의 여부는 상기 액정의 종류에 따른 비틀림 각과 전극에 걸리는 전압 등에 의해 달라질 수 있다.
이상과 같은 구조의 액정 표시 소자는 여러 가지 디스플레이 장치에 사용되고 있으나, 그 광으로서 사용되는 일반적인 램프는 그 자체가 편광이 되어 있지 않으므로 그나마 편광판(10)을 통과하고 액정을 지나 다시 편광판(10')을 통과할 수 있는 광량의 효율은 크게 저하될 수밖에 없다. 따라서, 각 기기에 따라서 요구되는 밝기를 유지하지 못하는 단점이 발생할 수 있다.
나아가, 전술한 바와같이, 액정 표시 소자의 제조 및 조립공정은 매우 번거롭고, 더욱이 액정(4) 물질은 일반적으로 액체이므로 취급이 곤란하다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 단점을 보완하기 위해 창안된 것으로서, 액체가 아닌 고체의 유전성 재료를 사용하고, 전극에 가해지는 전압에 따라 전자의 농도를 조절함으로써 광량 조절을 용이하게 하는 동시에 원하는 밝기의 출사광을 얻을 수 있는 디스플레이용 광량 조절 소자를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 디스플레이용 광량 조절 소자는, 평행하게 서로 대향된 유리 기판; 상기 각각의 유리 기판 내면 상에 스트라이프 형태로 서로 교차되게 도포된 도전성 제1투명전극 및 제2투명전극 및 상기 제1투명전극과 제2투명전극 사이에 개재된 유전성 물질을 포함하고, 상기 제1투명전극 및 제2투명전극에 전압을 인가하고 그 중에서 적어도 하나의 전극에 충진되는 음전자의 농도를 조절하여 광을 반사시킴으로써 투과되는 광량을 조절하는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 투명전극은 ITO(Indium Tin Oxide)인 것이 바람직하다. 또한, 상기 유전성 물질은 PbO, ZrO2, TiO2를 포함하는 PZT와, PbO, ZrO2, TiO2, La2O3를 포함하는 PLZT와, Ba복합물과, Ti복합물 중에서 적어도 하나이다.
본 발명의 바람직한 실시예가 제2도 및 제3도에 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 광량 조절 소자는 서로 평행하게 대향되어 있는 투명한 유리기판(20)을 포함한다. 유리 기판(20)의 내측 표면에는 투명전극(11), (11')이 코팅되는데, 그 형태는 통상의 액정에서와 마찬가지로 교차되는 스트라이프(stripe)형태이다. 나아가, 유리 기판(20)위에 투명전극(11), (11')의 형성은 증착법 또는 스터퍼링(sputtering) 방법을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 투명전극(11), (11')의 대표적인 예는 ITO전극이다.
또한 상기 전극(11), (11') 사이에는 유전성 물질(12)이 개재되는데, 이것 역시 전극(11), (11')을 코팅시키는 방법과 유사한 방법에 의해 형성될 수 있다. 이러한 유전성 물질은(12) 전하를 축적하는 기능이 우수한 강유전성 물질이 바람직하며, 그 종류로는 PZT 또는 한국 특허 공고 제94-6343호에 기재된 PLZT 등이 있다. 여기에서, 전자는 PbO, ZrO2, TiO2를 포함하는 복합물이며, 후자는 PbO, ZrO2, TiO2, La2O3를 포함하는 복합물이다. 이외에도, 유전성 물질(12)은 Ba복합물 또는 Ti복합물이 될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예가 제3도에 도시되어 있다.
제3도a 는 전극(11), (11')에 전압이 인가되지 않은 상태를 나타낸다. 본 발명에 따른 디스플레이용 광량 조절 소자에 광(100)이 입사되면, 광은 유리기판(20) 및 투명전극(11), (11')을 모두 통과하여 반대편으로 출사된다.
한편, 제3도b는 선택적으로 전극(11), (11')에 전원을 인가한 상태를 나타낸다. 도면에서 보는 바와 같이, 전극(11a) 및 (11c)에는 전압이 인가되지 않은 상태이며 전극(11b) 및 (11d)에는 전압이 걸린 상태이다. 전압이 인가되지 않은 전극(11a) 및 (11c)로 입사된 광은 전술한 바와 같이 유리기판(20) 및 전극들을 차례로 통과하여 반대편에 도달한다.
그러나, 전압이 인가된 전극(11b) 및 (11d)에는 음전하를 가진 전자가 충진되게 된다. 투명전극(11b) 및 (11d)에 걸리는 전압의 세기에 따라서 전자의 충진 농도는 조절될 수 있다. 투명전극(11b) 및 (11d)에 점차 진자의 농도가 증가하면, 이들은 마치 금속내에 자유전자와 같은 역할을 하게 되며 따라서 금속이 빛을 반사하여 반짝거리는 것과 유사하게 빛을 반사하기 시작한다. 반사되거나 또는 투과되는 빛의 양은 밝기를 정의하므로, 인가되는 전압을 조절하여 충진되는 전자의 밀도를 조절함으로서 광량을 조절할 수 있다.
결과적으로, 투명전극에 선택적으로 전압을 인가함으로써 디스플레이 기능을 수행할 수 있는 것이다. 이때, 투과되는 광의 효율을 높이기 위해 빛이 입사되는 쪽의 투명전극의 상면에 무반사 코팅을 하는 것이 바람직하다.
이상과 같이, 본 발명에 다른 디스플레이용 광량 조절 소자는 기존의 액정 표시 소자에서 발생되었던 문제, 즉 편광판으로 인해 광효율의 저하 및 제조공정상 액정의 취급 곤란 등을 극복하고 간단하고도 취급이 용이한 유전성 물질을 이용한 디스플레이 장치를 제공함과 아울러 편광판을 제거함으로써 투과되는 광 효율을 더욱 높일수 있는 이점이 있다.
비록, 본 발명은 한정된 실시예 및 도면에 대해서만 설명되었으나, 본 발명의 적정한 범위에 속하는 한 다양한 변형예가 실시될 수 있다.

Claims (5)

  1. 평행하게 서로 대향된 유리 기판; 상기 각각의 유리 기판 내면 상에 스트라이프 형태로 서로 교차되게 도포되고, 전압인가에 의해 적어도 하나에 음전자가 충진되는 도전성 제1투명전극 및 제2투명전극 및 상기 제1투명전극과 제2투명전극에 사이에 개재된 유전성 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이용 광량 조절 소자.
  2. 제1항에 있어서, 상기 투명전극은 ITO(Indium Tin Oxide)인 것을 특징으로 하는 디스플레이용 광량 조절 소자.
  3. 제1항에 있어서, 상기 유전성 물질은 PbO, ZrO2, TiO2를 포함하는 PZT와, PbO, ZrO2, TiO2, La2O3를 포함하는 PLZT와, Ba복합물과, Ti복합물 중에서 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 디스플레이용 광량 조절 소자.
  4. 제1항에 있어서, 빛이 반사되는 투명전극의 상면에 무반사 코팅이 된 것을 특징으로 하는 디스플레이용 광량 조절 소자.
  5. 제1항에 있어서, 상기 투명전극 및 상기 유전성 물질은 증착 또는 스퍼터링에 의해 도포되는 것을 특징으로 하는 디스플레이용 광량 조절 소자.
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