KR20130009504A

KR20130009504A - 개구 조절 방법 및 개구 조절 소자

Info

Publication number: KR20130009504A
Application number: KR1020110070664A
Authority: KR
Inventors: 장종현
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2011-07-15
Filing date: 2011-07-15
Publication date: 2013-01-23
Also published as: CN102879899A; US20130016515A1; EP2546691A1; JP2013025305A; US9063326B2

Abstract

광이 투과되는 개구가 조절되는 개구 조절 소자가 개시된다. 개시된 개구 조절 소자는 유체가 유동되는 공간을 구성하는 챔버; 상기 챔버 내에 마련된 것으로, 서로 혼합되지 않는 성질을 가지며, 하나는 투광성의, 다른 하나는 차광성 또는 흡광성의 물질로 형성된 제1유체와 제2유체; 상기 챔버의 내측면에 마련된 것으로, 상기 챔버 내에 전기장을 형성하기 위해 전압이 인가되는 다수의 전극들이 어레이된 제1전극부;를 포함하며, 전기장에 따른 상기 제1유체와 상기 제2유체간 계면 변화에 의해 광이 투과되는 개구가 조절되는 개구 조절 소자.

Description

개구 조절 방법 및 개구 조절 소자{Method and device for adjusting aperture}

본 개시는 미소전기유체 방식을 이용하여 광이 투과되는 개구를 조절하는 개구 조절 방법 및 개구 조절 소자에 관한 것이다.

광의 투과율을 조절, 제어하는 기술은 영상을 획득하는 장치에서 조리개나 셔터로, 또는 영상을 표시하는 장치에서 개개의 화소를 구동하기 위해 널리 사용되는 기술이다.

기존 광학시스템에서 일반적으로 사용되는 가변 조리개는 주로 여러 개의 금속 블레이드(blade)를 조작하는 방식을 사용하여 왔는데, 기계적 움직임, 마찰력, 움직이는 기계 요소의 사용은 소형화를 제한하는 요인이 된다.

전열 또는 정전기 방식의 MEMS 조리개가 소개된 바 있으나, 개구부(aperture)가 비원형(non-circular)이고 블레이드 사이에 틈이 존재하며, 전체 소자 면적에 비해 최대 개구율이　1% 이하로 낮은 문제가 있다.

한편, 미소광학(micro-optics)과 미세유체시스템(microfluidics)을 결합한 광유체 기술(optofluidic technology)의 발전과 함께, 공압(air pressure)으로　PDMS 멤브레인을 변형시켜 개구율을 조정하는 가변 조리개를 제안된 바 있다. 3차원 구조체와 모세관힘(capillary force)을 이용하여 가변 조리개의 해상도가 개선되었다. 이러한 조리개는 기존의 MEMS 조리개에 비해 개구율이 높은 장점이 있으나, 구동을 위해 주사기펌프를 사용하여야 하는 단점이 있다.

또한, 최근에는 유전력(dielectric force)을 구동 원리로 하는 액체 렌즈를 이용한 조리개가 발표된 바 있는데, 이는 외부 구동 펌프없이 조리개 바닥의 전기배선만으로 개구율을 조절할 수 있는 장점이 있다.

본 개시는 미소전기유체 방식으로 광이 투과되는 개구를 조절하는 개구 조절 방법 및 개구 조절 소자를 제시하고자 한다.

일 유형에 따르는 개구 조절 소자는 유체가 유동되는 공간을 구성하는 챔버; 상기 챔버 내에 마련된 것으로, 서로 혼합되지 않는 성질을 가지며, 하나는 투광성의, 다른 하나는 광차단성의 물질로 형성된 제1유체와 제2유체; 상기 챔버의 내측면에 마련된 것으로, 상기 챔버 내에 전기장을 형성하기 위해 전압이 인가되는 하나 이상의 전극들이 어레이된 제1전극부;를 포함하며, 전기장에 따른 상기 제1유체와 상기 제2유체간 계면 위치 변화에 의해 광이 투과되는 개구가 조절된다.

상기 제1유체와 제2유체 중 어느 하나는 액체 금속 또는 극성 액체이고, 다른 하나는 기체 또는 비극성 액체로 구성될 수 있다.

상기 챔버의 영역은 상기 계면 위치 변화에 띠라 조절되는 개구 범위에 대응하는 채널 영역과 상기 계면 위치 변화에 따라 상기 채널 영역으로부터 이동되는 유체가 저장되는 레저버(reservoir) 영역을 포함할 수 있다.

상기 챔버는 상기 제1전극부가 마련된 제1기판; 상기 제1기판과 마주하며, 소정 방향으로 이격 배치된 제2기판; 상기 제1기판 상에, 상기 소정 방향과 다른 방향으로 상기 제2기판과 이격 배치된 격벽;을 포함할 수 있다.

또는, 상기 챔버의 영역은 제1채널과, 상기 제1채널의 상부에 상기 제1채널과 연결되게 마련된 제2채널을 포함하며, 상기 제1채널과 제2채널 각각에서 일어나는 상기 제1유체와 제2유체간 계면 위치 변화에 의해 상기 개구 범위가 정해질 수 있다.

상기 제2채널의 높이는 상기 제1채널의 높이와 같거나, 이보다 높게 형성될 수 있다.

상기 챔버는 상기 제1전극부가 마련된 제1기판; 상기 제1기판과 마주하며, 소정 방향으로 이격 배치된 제2기판; 상기 제2기판과 마주하며, 상기 소정방향으로 이격 배치된 제3기판; 상기 제1기판과 제3기판 사이에 형성되는 공간의 적어도 일측을 둘러싸며, 상기 제2기판과 이격 배치된 격벽;을 포함할 수 있다.

상기 제1채널은 상기 제1전극부가 형성된 제1기판과, 상기 제1기판과 이격되게 마련된 것으로, 중심부에 제1관통홀이 형성되고, 주변부에 제2관통홀이 형성된 제2기판과, 상기 제1기판과 상기 제2기판 사이에 내부 공간을 형성하도록 마련된 제1스페이서에 의해 형성될 수 있다.

상기 제2채널은 상기 제2기판과, 상기 제2기판과 이격되게 마련된 제3기판과, 상기 제2기판과 상기 제3기판 사이에 내부 공간을 형성하도록 마련된 제2스페이서에 의해 형성될 수 있다.

상기 제3기판 상의 중심부에는 상기 제1채널, 제2채널을 투과한 광을 차단할 수 있는 불투명패턴부가 더 형성될 수 있으며, 상기 불투명패턴부는 상기 제1유체와 상기 제2유체의 유동에 따라 정해지는 개구의 최소 크기에 대응하는 크기를 가질 수 있다.

상기 제1채널과 제2채널이 형성하는 공간 내에, 상기 제1유체와 제2유체 중 극성 유체와 접촉하는 접지 전극부가 더 형성될 수 있다.

일 유형에 따르는 영상 획득 장치는 상기 광 투과율 조절 소자; 상기 개구 조절 소자를 통해 입사된 광으로부터 피사체의 상을 형성하는 결상부; 상기 결상부에서 형성된 상을 전기 신호로 변환하는 촬상 소자;를 포함한다.

일 유형에 따르는 영상 표시 장치는 영상 형성용 광을 제공하는 광원부; 상기 광원부에서 제공된 광의 투과율을 영상 정보에 따라 조절하는 것으로, 상기 개구 조절 소자 다수개가 어레이 되어 이루어진 디스플레이 패널;을 포함한다.

상기 디스플레이 패널은 상기 개구 조절 소자로서, 상기 제1유체 및 제2유체 중 투광성인 유체가 제1컬러를 나타내도록 구성된 제1소자; 상기 개구 조절 소자로서, 상기 제1유체 및 제2유체 중 투광성인 유체가 제2컬러를 나타내도록 구성된 제2소자; 상기 개구 조절 소자로서, 상기 제1유체 및 제2유체 중 투광성인 유체가 제3컬러를 나타내도록 구성된 제3소자;를 포함할 수 있다.

상기 디스플레이 패널의 상부에 상기 다수의 개구 조절 소자에 각각 대응되는 컬러 영역을 가지는 컬러 필터가 더 마련될 수 있다.

또한, 일 유형에 따르는 개구 조절 방법은 하나 이상의 전극들이 어레이되어 이루어진 전극부가 구비된 챔버 내에, 서로 혼합되지 않는 성질을 가지며, 하나는 투광성의, 다른 하나는 차광성 또는 흡광성의 물질로 형성된 제1유체와 제2유체를 마련하고, 상기 하나 이상의 전극들 중 일부에 선택적으로 전압을 인가하여 상기 제1유체와 제2유체간 계면을 이동시켜 광이 통과하는 개구를 조절한다.

상기 챔버의 영역은 상기 계면 변화에 의해 조절되는 개구 범위에 대응하는 채널 영역과 상기 계면 변화에 의해 상기 채널 영역으로부터 이동되는 유체가 저장되는 레저버(reservoir) 영역을 포함할 수 있다.

상기 제1채널과 제2채널이 연결되는 통로는 상기 챔버의 중심부 및/또는 적어도 일측의 가장자리부에 형성될 수 있다.

상술한 개구 조절 소자는 외부 구동 펌프나 기계장치가 필요하지 않은 단순한 구조로 제작이 용이하다. 또한, 서로 연결된 두 채널을 구비한 구조의 경우, 양 채널에서의 전기 습윤 구동을 이용하므로 조절 속도가 더욱 빠르고 전력소모가 낮다.

따라서, 개구 조절 소자는 의료 영상 기기나 카메라 등에 채용될 수 있는 가변 조리개나, 광학 셔터로 응용될 수 있으며, 또한, 디스플레이 소자로 응용될 수 있다.

도 1은 실시예에 따른 개구 조절 소자의 개략적인 구조를 보이는 분리 사시도이다.
도 2는 도 1의 개구 조절 소자의 개략적인 구조를 보이는 단면도이다.
도 3a 및 도 3b는 도 1의 개구 조절 소자가 개구를 조절하는 구동을 보이는 것으로, 각각 다른 크기의 개구가 형성된 것을 보인다.
도 4a 내지 도 4e는 도 1의 개구 조절 소자에 채용될 수 있는 전극부의 예시적인 전극 배치들을 보인다.
도 5는 다른 실시예에 따른 개구 조절 소자의 개략적인 구조를 보이는 단면도이다.
도 6은 또 다른 실시예에 따른 개구 조절 소자의 개략적인 구조를 보이는 단면도이다.
도 7은 또 다른 실시예에 따른 개구 조절 소자의 개략적인 구조를 보이는 단면도이다.
도 8a 및 도 8b는 또 다른 실시예에 따른 개구 조절 소자의 개략적인 구조를 보이며, 각각 다른 크기의 개구를 형성한 것을 보인다.
도 9는 도 8a 및 도 8b의 개구 조절 소자에 채용될 수 있는 예시적인 전극 배치를 보인다.
도 10a 및 도 10b는 또 다른 실시예에 따른 개구 조절 소자의 개략적인 구조를 보이며, 각각 다른 크기의 개구를 형성한 것을 보인다.
도 11a 및 도 11b는 또 다른 실시예에 따른 개구 조절 소자의 개략적인 구조를 보이며, 각각 다른 크기의 개구를 형성한 것을 보인다.
도 12a 및 도 12b는 또 다른 실시예에 따른 개구 조절 소자의 개략적인 구조를 보이며, 각각 다른 크기의 개구를 형성한 것을 보인다.
도 13a 및 도 13b는 또 다른 실시예에 따른 개구 조절 소자의 개략적인 구조를 보이며, 각각 다른 크기의 개구를 형성한 것을 보인다.
도 14a 및 도 14b는 또 다른 실시예에 따른 개구 조절 소자의 개략적인 구조를 보이며, 각각 다른 크기의 개구를 형성한 것을 보인다.
도 15a 및 도 15b는 또 다른 실시예에 따른 개구 조절 소자의 개략적인 구조를 보이며, 각각 다른 크기의 개구를 형성한 것을 보인다.
도 16a 및 도 16b는 또 다른 실시예에 따른 개구 조절 소자의 개략적인 구조를 보이며, 각각 다른 크기의 개구를 형성한 것을 보인다.
도 17은 실시예에 따른 영상 획득 장치의 개략적인 구조를 보인다.
도 18은 실시예에 따른 영상 표시 장치의 개략적인 구조를 보인다.
도 19는 다른 실시예에 따른 영상 표시 장치의 개략적인 구조를 보인다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100, 101, 102, 103, 200, 201, 202, 203, 400, 401, 402, 403, 641, 642, 643, 745...개구 조절 소자
110...제1기판 120...제1전극부
127...제1유전체층 130...제1스페이서
140...접지 전극부 150...제2기판
170...제1스페이서 180...제2전극부
187... 제2유전체층 190, 490...제3기판
110, 210, 410...제1기판 120, 220, 360, 420, 460...제1전극부
140... 접지 전극부 150, 250, 252, 450, 452...제2기판
230, 430...불투명패턴부 320...제3전극부
327...제3유전체층 380...제4전극부
387...제4유전체층 520...결상부
550...촬상 소자 620, 720...광원부
640, 740... 디스플레이 패널

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다.

실시예에 의한 개구 조절 방법에 따르면, 하나 이상의 전극들이 어레이되어 이루어진 전극부가 구비된 챔버 내에, 서로 혼합되지 않는 성질을 가지며, 하나는 투광성의, 다른 하나는 차광성 또는 흡광성의 물질로 형성된 제1유체와 제2유체를 마련하고, 상기 하나 이상의 전극들 중 일부에 선택적으로 전압을 인가하여 상기 제1유체와 제2유체간 계면을 이동시켜 광이 통과하는 개구를 조절한다.

이러한 방법을 구현하는 개구 조절 소자는 유체의 유동 공간을 제공하는 챔버의 구조와, 상기 챔버 내에 전기장을 형성하기 위한 전극들의 배치 구조에 따라 다양한 형태로 구현될 수 있다. 이에 대한 다양한 실시예들을 설명하기로 한다.

도 1은 실시예에 따른 개구 조절 소자(100)의 개략적인 구조를 보이는 분리 사시도이고, 도 2는 도 1의 개구 조절 소자(100)의 개략적인 구조를 보이는 단면도이다. 다만, 도 1의 사시도에서는 일부 구성요소가 편의상 생략되어 있다.

도면들을 참조하면, 개구 조절 소자(100)는 제1채널(C1)과, 제1채널(C1)의 상부에 제1채널(C1)과 연결되게 마련된 제2채널(C2)을 포함하며, 제1채널(C1)과 제2채널(C2) 내에는 제1채널(C1), 제2채널(C2) 내에서 유동 가능하게 마련된 제1유체(F1)와 제2유체(F2)가 마련되어 있다. 제1유체(F1)와 제2유체(F2)는 서로 섞이지 않는 성질을 가지며, 또한, 어느 하나는 투광성, 다른 하나는 광을 차단 또는 흡수하는 성질을 갖는다. 또한, 제1유체(F1)와 제2유체(F2) 간 계면의 표면장력을 제어하는 전기장 형성을 위해 전압이 인가되는 전극부가 구비되어, 제1유체(F1)와 상기 제2유체(F2)의 유동에 따라 개구(A) 크기가 변하여 입사광의 투과율이 조절된다.

보다 상세한 구성과 작용을 살펴보면 다음과 같다.

제1채널(C1)과 제2채널(C2)은 하나의 유체 챔버를 구성하며, 챔버의 가장자리부 및 중앙부에 두 채널을 연결하는 통로가 형성되어 있다. 제2채널(C2)의 높이(hc2)는 제1채널(C1)의 높이(hc1)와 같거나, 이보다 높게 형성될 수 있다. 제2채널(C2)의 높이(hc2)가 제1채널(C1)의 높이(hc1)보다 높은 경우, 채널의 폭에 대한 개구 비율이 높아질 수 있으며, 제2채널(C2)의 높이(hc2)가 제1채널(C1)의 높이(hc1)와 같게 형성된 경우는 구동속도가 보다 빨라질 수 있다.

구체적으로, 제1채널(C1)은 제1기판(110), 제1기판(110)과 이격되게 마련된 것으로, 중심부에 제1관통홀(TH1)이 형성되고, 주변부에 제2관통홀(TH2)이 형성된 제2기판(150) 및 제1기판(110)과 제2기판(150) 사이에 내부 공간을 형성하도록 마련된 제1스페이서(130)에 의해 형성된다. 또한, 제2채널(C2)은 제2기판(150), 제2기판(150)과 이격되게 마련된 제3기판(190), 제2기판(150)과 제3기판(190) 사이에 내부 공간을 형성하도록 마련된 제2스페이서(170)에 의해 형성된다. 제1관통홀(TH1)의 단면적은 제2관통홀(TH2)의 단면적보다 작게 형성된 것으로 도시되어 있으나, 이는 예시적인 것이며 이에 한정되지 않는다.

제1기판(110), 제2기판(150), 제3기판(190)은 투광성 소재로 형성될 수 있다.

제1유체(F1)는 광을 차단 또는 흡수하는 성질을 가지는 유체로, 챔버의 가장자리 쪽에 배치된다. 제1유체(F1)로는 액체 금속 또는 극성 액체가 사용될 수 있다. 제1유체(F1)로는 예를 들어, Hg와 같은 액체 금속, 또는 흡광 파장 영역에 맞게 염료를 녹인 용액이 채용될 수 있다. 이러한 염료로는 예를 들어, 가시광선 영역을 흡수하는 카본 블랙이나, 최대 흡광 파장이 약 968nm인 근적외선 흡수 염료로 Epoline(社)의 EpolightTM2717, 최대 흡광 파장이 약 1054nm인 근적외선 흡수 염료로 QCR Solution(社)의 NIR1054B가 있다.

제2유체(F2)는 제1유체(F1)와 혼합되지 않는 투광성의 유체로 챔버의 중앙부에 마련된다. 예를 들어, 기체, 또는 비극성 액체가 채용될 수 있다.

제1유체(F1)와 제2유체(F2)는 제1채널(C1) 및 제2채널(C2) 내에 각각 유체 계면을 형성하게 되며, 이러한 유체 계면의 움직임에 의해 개구(A) 크기가 조절되며, 이에 대해서는 후술한다.

전극부는 제1기판(110) 상에 형성된 하나 이상의 전극으로 이루어진 제1전극부(120)와 제3기판(190) 상에 형성된 하나 이상의 전극으로 이루어진 제2전극부(180)를 포함한다. 제1전극부(120)와 제2전극부(180)는 절연물질로 코팅되어 있으며, 예를 들어, 제1전극부(120)를 덮는 제1유전체층(127), 제2전극부(180)를 덮는 제2유전체층(187)이 형성되어 있다.

제1전극부(120)는 개구(A)의 디지털 제어를 위해 하나 이상의 전극을 포함하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도시된 바와 같이 동심 환형(concentric annulus)이고 반경이 다른 다수의 전극(121,122,123,124)으로 이루어질 수 있다. 제2전극부(180)도 하나 이상의 전극을 포함하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도시된 바와 같이 환형의 전극을 포함할 수 있다. 다만, 제1전극부(120), 제2전극부(180)를 구성하는 전극들의 형상이나 개수는 도시된 형상, 개수에 한정되지는 않으며 다양하게 변경될 수 있다.

접지 전극부(140)는 챔버의 내부 어느 한 곳 이상에서 극성 유체와 접촉을 유지하도록 구비될 수 있으며, 예를 들어 극성의 제1유체(F1)와 접촉을 유지하도록 마련될 수 있으며, 도시된 바와 같이, 제1기판(110) 상에 배치될 수 있다.

제1전극부(120), 제2전극부(180)를 이루는 전극은 투명 전도성 재질로 형성될 수 있으며, 예를 들어, ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide)등의 금속산화물, Au, Ag등의 금속 나노입자 분산 박막, CNT(carbon nanotube), 그래핀(graphene) 등의 탄소 나노구조체, poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT), polypyrrole(PPy), poly(3-hexylthiophene)(P3HT) 등의 전도성 고분자등이 사용될 수 있다.

접지 전극부(140)는 배치 위치상 투광성이 요구되지 않으며, Au, Ag, Al, Cr, Ti등 금속 박막으로 형성될 수 있다.

개구 조절 소자(100)는 전기 습윤 구동과, 제1채널(C1), 제2채널(C2)의 높이 차, 제1관통홀(TH1), 제2관통홀(TH2)의 직경 차이에 의해 유발되는 압력차에 의해, 제1유체(F1), 제2유체(F2)간 계면이 중심 방향 또는 그 반대 방향으로 이동하도록 조절되어 개구(A) 크기가 변하게 된다.

도 3a 및 도 3b는 도 1의 개구 조절 소자(100)가 광 투과율을 조절하는 구동을 보이는 것으로, 각각 다른 크기의 개구 직경(AD1, AD2)이 형성된 것을 보인다.

전기 습윤 현상은 절연체로 코팅된 전극 상의 전해질 액적에 전압을 가하면 액적의 접촉각이 변하는 현상을 의미한다. 즉, 유체, 액적, 절연체가 만나는 삼상 접촉선(three-phase contact line, TCL)에서 각각의 계면장력에 따라 접촉각이 변한다. 전기 습윤 현상을 이용하는 경우, 낮은 전압을 사용하여 빠르고 효과적으로 유체의 유동을 제어할 수 있으며, 가역적으로 유체의 이송 및 제어가 가능하다.

제1전극부(120)의 어느 한 전극에 적절한 전압을 인가하면, 활성화된 구동전극, 예를 들어, 전극(122) 위의 삼상 접촉선(three-phase contact line, TCL), 즉, 제1유체(F1), 제2유체(F2) 및 제1유전체층(127)이 만나는 접선에서 전기기계적 힘이 작용하여 제1유체(F1)가 제1채널(C1)을 통해 중심부로 이동하면서 개구가 축소되며, 도 3a에 도시된 바와 같이 AD1의 개구 직경을 형성하게 된다.

제2전극부(180)에 적절한 전압을 인가하면, 제1유체(F1)가 제2채널(C2)을 통해 중심부로 이동하면서 제1채널(C1)의 TCL은 가장자리로 밀려 나와 개구가 확장되며, 도 3b에 도시된 바와 같이 AD2의 개구 직경을 형성하게 된다.

이 때, 제1전극부(120)를 동심 환형의 다수 전극(121,122,123,124)으로 구성하는 경우, 활성화된 전극을 변화시킴에 따라 개구 크기를 디지털 방식으로 제어할 수 있다.

상술한 설명에서 광을 차단 또는 흡수하는 제1유체(F1)가 극성, 투광성의 제2유체(F2)가 비극성인 것을 예시하여 설명하였으나, 광을 차단 또는 흡수하는 제1유체(F1)가 비극성, 투광성의 제2유체(F2)가 극성을 가지도록 구성될 수 있으며, 이 경우 조리개 개폐 경향은 반대가 된다. 즉, 제1전극부(120)에 전압이 인가될 때, 개구(A)가 넓어지고, 제2전극부(180)에 전압이 인가될 때, 개구(A)가 축소된다.

도 4a 내지 도 4e는 도 1의 개구 조절 소자(100)에 채용될 수 있는 제1전극부(120)의 예시적인 전극 배치들을 보인다.

도 4a 및 도 4b는 각각 원형 및 사각형 환형의 전극들(121,122,123,124) 로 제1전극부(120)가 이루어진 것을 보인다. 도 4c는 사각형과 원형을 내주 또는 외주에 적용한 환형 전극들(121,122,123,124)로 제1전극부(120)가 이루어진 것을 보인다. 도시된 환형 전극들(121,122,123,124)은 중심이 서로 일치하는 위치에 배치하도록 도시되어 있으나 이는 예시적인 것이며, 중심이 서로 다른 위치에 배치될 수도 있다. 예를 들어, 도 4d와 같은 형상, 위치의 전극들(121,122,123,124)로 이루어질 수도 있다. 도 4e에 도시된 제1전극부(120')는 다수의 미소전극(129)들이 2차원적으로 어레이되어 이루어져 있다. 이러한 형상의 전극 배치에 의해 미소전극(129)들에서 전압이 인가되는 일부 전극의 선택에 따라 개구 크기뿐 아니라 형상을 다양하게 조절하는 것도 가능해진다.

도 5는 다른 실시예에 따른 개구 조절 소자(101)의 개략적인 구조를 보이는 단면도이다.

본 실시예는 개구 조절 소자(101)가 개구가 완전히 차폐되는 셔터로도 기능할 수 있는 구조라는 점에서 도 1 내지 도 3b에서 설명한 개구 조절 소자(100)와 차이가 있다. 제3기판(190)상의 중심부에는 제1채널(C1), 제2채널(C2)을 투과한 광을 차단할 수 있는 불투명패턴부(230)가 더 형성되어 있다. 불투명패턴부(230)는 제1유체(F1), 제2유체(F2)의 유동에 의해 정해지는 개구의 최소 크기에 대응하는 크기로 형성될 수 있다. 즉, 제1전극부(120)에서 가장 중심부에 위치하는 전극(121)이 활성화되어 제1채널(C1)의 삼상 접촉선이 최대한 중심부로 이동하여 최소 개구가 형성될 때, 이러한 최소 개구를 투과한 광은 불투명패턴부(230)에 의해 차단된다.

도 6은 또 다른 실시예에 따른 개구 조절 소자(102)의 개략적인 구조를 보이는 단면도이다.

본 실시예는 제2기판(150)의 양면에 하나 이상의 전극으로 이루어진 제3전극부(320) 및 제4전극부(380)가 더 구비된 점에서 도 1 내지 도 3b에서 설명한 개구 조절 소자(100)와 차이가 있다. 제3전극부(320)는 제1전극부(120)와 함께, 제1채널(C1)에서 발생하는 구동력을 증가시키고, 제4전극부(380)는 제2전극부(180)와 함께, 제2채널(C2)에서 발생하는 구동력을 증가시키는 역할을 한다. 제3전극부(320) 및 제4전극부(380)도 각각 하나 이상의 동심 환형의 전극으로 이루어질 수 있으며, 예를 들어, 제3전극부(320)는 도시된 바와 같이 동심 환형이고 반경이 다른 다수의 전극(321,322,323,324)으로 이루어질 수 있으며, 다만, 도시된 형상, 개수에 한정되지는 않는다. 또한, 제2기판(150)의 양면에 각각 제3전극부(320) 및 제4전극부(380)가 구비된 것으로 설명하였지만, 이는 예시적인 것이고, 제2기판(150)의 어느 일면에만 제3전극부(320) 또는 제4전극부(380)가 구비되는 구성도 가능하다.

도 7은 또 다른 실시예에 따른 개구 조절 소자(103)의 개략적인 구조를 보이는 단면도이다. 본 실시예는 개구가 완전히 차폐되는 셔터로도 기능할 수 있도록 불투명패턴부(430)를 더 구비한 점에서 도 6의 개구 조절 소자(102)와 차이가 있다.

도 8a 및 도 8b는 또 다른 실시예에 따른 개구 조절 소자(200)의 개략적인 구조를 보이며, 각각 다른 크기의 개구를 형성한 것을 보인다. 도 9는 도 8a 및 도 8b의 개구 조절 소자(200)에 채용될 수 있는 예시적인 전극 배치를 보인다.

본 실시예는 제1유체(F1)와 제2유체(F2)의 유동 공간을 제공하는 챔버의 영역이 채널 영역과 레저버(reservoir) 영역을 포함하는 형태로 구성되어 있다. 채널 영역은 제1유체(F1)와 제2유체(F2)간 계면 위치 변화에 띠라 조절되는 개구 범위에 대응하는 영역이며, 레저버 영역은 상기 계면 위치 변화에 따라 채널 영역으로부터 이동되는 유체가 저장되는 영역이다.

구체적으로 살펴보면, 개구 조절 소자(200)는 제1기판(210), 제1기판(210)과 마주하며, 소정 방향으로 이격 배치된 제2기판(250), 제1기판(210) 상에, 상기 소정 방향과 다른 방향으로 제2기판(210)과 이격 배치된 격벽(230)을 포함한다. 격벽(230)은 제1기판(210)의 테두리의 적어도 일측을 둘러싸는 형상일 수 있다. 제1기판(210)과 제2기판(250) 사이의 영역이 유체 계면 변화에 따라 조절되는 개구 범위에 대응하는 채널영역이 되고, 제2기판(250)과 격벽(230) 사이의 영역이 채널 영역으로부터 이동되는 유체가 저장되는 레저버 영역이 된다.

제1전극부(220)는 하나 이상의 전극들(221, 222, 223, 224, 225, 226)의 어레이로 이루어지며, 유전체층(227)이 전극부(220)를 덮는 형태로 마련될 수 있다. 전극들(221, 222, 223, 224, 225, 226)의 배치 구조는 도 9와 같은 형태, 개수로 도시되어 있으나, 예시적인 것이며 이에 한정되지 않는다.

전극(223)에 전압이 인가된 경우에 해당하는 도 8a와, 전극(225)에 전압이 인가된 경우에 해당하는 도 8b에서, 제1유체(F1)와 제2유체(F2)간의 계면 위치는 달라지게 된다. 광을 차단 또는 흡수하는 성질을 가지며, 극성인 제1유체(F1)가 전압이 인가되는 전극의 선택에 따라 레저버 영역에서 채널 영역으로 또는 채널 영역에서 레저버 영역으로 유동하고, 이에 따라 개구는 가변된다. 이러한 형상의 개구 조절 소자(200)는 제2유체(F2)로 채워진 다른 레저버(미도시) 내에서 동작하는 형태로 적용될 수 있을 것이다.

도면에서는 채널영역의 하부에만 제1전극부(220)가 형성된 것으로 도시되어 있으나, 이는 예시적인 것이며, 채널영역의 상부, 즉, 제2기판(250)의 하면에도 하나 이상의 전극이 더 구비될 수 있다.

도 10a 및 도 10b는 또 다른 실시예에 따른 개구 조절 소자(201)의 개략적인 구조를 보이며, 각각 다른 크기의 개구를 형성한 것을 보인다.

본 실시예는 격벽(231)이 제1기판(210)의 테두리를 따라 제2기판(250)을 둘러싸는 형태로 형성된 점에서 도 8a, 도 8b에서 설명한 개구 조절 소자(200)와 차이가 있다. 전압이 인가되는 전극의 선택에 따라 제1유체(F1)와 제2유체(F2)간 계면 위치가 이동됨에 따라 개구가 조절되는 작용은 동일하며, 또한, 제2유체(F2)로 채워진 다른 레저버(미도시) 내에서 동작하는 형태로 적용될 수 있을 것이다. 또한, 제2기판(250)의 하면에도 하나 이상의 전극이 더 구비될 수 있다.

도 11a 및 도 11b는 또 다른 실시예에 따른 개구 조절 소자(202)의 개략적인 구조를 보이며, 각각 다른 크기의 개구를 형성한 것을 보인다.

본 실시예의 개구 조절 소자(202)는 중앙부에 관통홀이 형성된 제2기판(252)을 구비하는 점에서 도 10a, 10b의 개구 조절 소자(201)와 차이가 있다. 투광성의 제2유체(F2)가 제2기판(252)에 형성된 관통홀을 따라 유동되도록 챔버의 영역 중앙부에 마련되고, 광차단성 또는 흡광성의 제1유체(F1)는 챔버의 영역 측부에 마련된다.

제1전극부(360)는 채널영역의 하부, 즉, 제1기판(210)의 상면에 형성되며, 하나 이상의 전극(e)을 포함한다. 또한, 제1전극부(360)를 덮는 유전체층(d)이 형성되어 있다. 제1전극부(360)를 이루는 전극(e)들의 배치는 예를 들어, 도 4a 내지 도 4e에서 예시한 형상, 또는 이를 변형한 다양한 구조가 채용될 수 있다. 또한, 채널 영역의 상부, 예를 들어, 제2기판(252)의 하면에도 하나 이상의 전극이 더 구비될 수 있다. 전압이 인가되는 전극의 선택에 따라, 광을 차단 또는 흡수하는 성질을 가지며, 극성인 제1유체(F1)가 채널영역에서 제2기판(252)과 격벽(231) 사이의 레저버영역으로 또는 상기 레저버영역에서 채널영역으로 유동하고, 이에 따라 제1유체(F1)와 제2유체(F2)간 계면 위치가 이동되어 개구가 조절된다.

도 12a 및 도 12b는 또 다른 실시예에 따른 개구 조절 소자(203)의 개략적인 구조를 보이며, 각각 다른 크기의 개구를 형성한 것을 보인다.

본 실시예의 개구 조절 소자(203)는 챔버의 영역 중앙에 배치된 투광성의 제2유체(F2')가 극성 유체이고, 차광성 또는 흡광성의 제1유체(F1')가 비극성 유체인 점에서 도 11a, 11b의 개구 조절 소자(202)와 차이가 있다. 즉, 전압이 인가되는 전극의 선택에 따라, 광을 투과시키는 성질을 가지며, 극성인 제2유체(F2')가 채널영역에서 제2기판(252)의 관통홀 내의 레저버영역으로 또는 상기 레저버영역에서 채널영역으로 유동하고, 이에 따라 제1유체(F1')와 제2유체(F2')간 계면 위치가 이동되어 개구가 조절된다.

도 8a 내지 도 12b에서는 하나의 채널영역을 구비하는 형태의 개구 조절 소자(200, 201, 202, 203, )들을 설명하였다. 이하, 도 13a 내지 도 18b에서는 상호 연결된 두 채널을 구비하는 형태의 실시예들을 기술할 것이다. 실시예들에서, 유체의 유동 공간을 제공하는 챔버의 영역은 제1채널과, 제1채널의 상부에 제1채널과 연결되게 마련된 제2채널을 포함하며, 제1채널과 제2채널 각각에서 일어나는 제1유체와 제2유체간 계면 위치 변화에 의해 개구 범위가 정해지게 된다.

도 13a 및 도 13b는 또 다른 실시예에 따른 개구 조절 소자(400)의 개략적인 구조를 보이며, 각각 다른 크기의 개구를 형성한 것을 보인다.

개구 조절 소자(400)에서, 유체의 유동 공간을 제공하는 챔버는 제1전극부(420)가 마련된 제1기판(410), 제1기판(410)과 마주하며, 소정 방향으로 이격 배치된 제2기판(450), 제2기판(450)과 마주하며, 상기 소정방향으로 이격 배치된 제3기판(490), 제1기판(410)과 제3기판(490) 사이에 형성되는 공간의 적어도 일측을 둘러싸며, 제2기판(450)과 이격 배치된 격벽(430)을 포함한다.

제1기판(410)과 제2기판(450) 사이의 영역이 제1채널, 제2기판(450)과 제3기판(490) 사이의 영역이 제2채널이 되며, 제2채널의 높이는 제1채널의 높이와 같거나, 이보다 높게 형성될 수 있다.

제1전극부(420)를 이루는 전극(e)들 중 전압이 인가되는 전극의 선택에 따라 제1유체(F1)와 제2유체(F2)간 계면 위치가 변화되어 개구가 조절된다.

도 14a 및 도 14b는 또 다른 실시예에 따른 개구 조절 소자(401)의 개략적인 구조를 보이며, 각각 다른 크기의 개구를 형성한 것을 보인다.

본 실시예의 개구 조절 소자(401)는 제1기판(410)과 제3기판(490)의 테두리부를 따라 제2기판(450)의 측부를 둘러싸는 형태로 격벽(541)이 형성된 점에서만 도 13a, 13b의 개구 조절 소자(400)와 차이가 있다.

도 15a 및 도 15b는 또 다른 실시예에 따른 개구 조절 소자(402)의 개략적인 구조를 보이며, 각각 다른 크기의 개구를 형성한 것을 보인다.

본 실시예의 개구 조절 소자(402)는 중앙부에 관통홀이 형성된 제2기판(252)을 구비하는 점에서 도 14a, 14b의 개구 조절 소자(401)와 차이가 있다. 투광성의 제2유체(F2)가 제2기판(452)에 형성된 관통홀을 따라 유동되도록 챔버의 영역 중앙부에 마련되고, 차광성 또는 흡광성의 제1유체(F1)는 챔버의 영역 측부에 마련된다.

제1전극부(460)는 제1채널 하부, 즉, 제1기판(410)의 상면에 형성되며, 하나 이상의 전극(e)을 포함한다. 또한, 제1전극부(460)를 덮는 유전체층(d)이 형성되어 있다. 제1전극부(360)를 이루는 전극(e)들의 배치는 예를 들어, 도 4a 내지 도 4e에서 예시한 형상, 또는 이를 변형한 다양한 구조가 채용될 수 있다. 또한, 제1채널의 상부, 예를 들어, 제2기판(452)의 하면에도 하나 이상의 전극이 더 구비될 수 있으며, 제2채널의 하부, 예를 들어, 제2기판(452)의 상면에도 하나 이상의 전극이 더 구비될 수 있다.

전압이 인가되는 전극의 선택에 따라, 광을 차단 또는 흡수하는 성질을 가지며, 극성인 제1유체(F1)가 챔버 영역의 양측 가장자리 통로를 통해, 제1채널에서 제2채널로 또는 제2채널에서 제1채널로 유동하고, 이에 따라 제1유체(F1)와 제2유체(F2)간 계면 위치가 이동되어 개구가 조절된다.

도 16a 및 도 16b는 또 다른 실시예에 따른 개구 조절 소자(403)의 개략적인 구조를 보이며, 각각 다른 크기의 개구를 형성한 것을 보인다.

본 실시예의 개구 조절 소자(403)는 챔버의 영역 중앙에 배치된 투광성의 제2유체(F2')가 극성 유체이고 차광성 또는 흡광성의 제1유체(F1')가 비극성 유체인 점에서 도 15a, 15b의 개구 조절 소자(402)와 차이가 있다. 즉, 전압이 인가되는 전극의 선택에 따라, 광을 투과시키는 성질을 가지며, 극성인 제2유체(F2')가 관통홀을 통해, 제1채널에서 제2채널로 또는 제2채널에서 제1채널로 유동하고, 이에 따라 제1유체(F1')와 제2유체(F2')간 계면 위치가 이동되어 개구가 조절된다.

도 8a 내지 도 16b에서 설명한 개구 조절 소자(200, 201, 202, 203, 400, 401, 402, 403)는 채널의 하부에만 전극부가 구비된 것으로 도시되어 있으나, 이는 예시적인 것이고 추가적인 전극부가 더 구비될 수도 있다. 예를 들어, 채널의 상부에도 전극부가 구비될 수 있으며, 두 채널 구조인 경우, 제1채널의 상부 및/또는 제2채널의 상부 및/또는 제2채널의 하부에도 전극부가 구비될 수 있다. 또한, 접지 전극부가 더 구비될 수 있다. 예를 들어, 접지 전극부는 챔버의 내부 어느 한 곳 이상에서 극성 유체와 접촉을 유지하도록 구비될 수 있다.

상술한 개구 조절 소자(100, 101, 102, 103, 200, 201, 202, 203, 400, 401, 402, 403)들은 전기 습윤 구동을 이용하므로 조절 속도가 빠르고 전력소모가 낮아 영상 획득 장치나 영상 표시 장치에서 가변 조리개나 화소 셔터로 응용될 수 있다.

도 17은 실시예에 따른 영상 획득 장치(500)의 개략적인 구조를 보인다.

영상 획득 장치(500)는 피사체(OBJ)로부터의 광이 입사되는 개구(A) 크기가 조절되는 가변 조리개(VA), 가변 조리개(VA)를 통해 입사된 광으로부터 피사체(OBJ)의 상을 형성하는 결상부(520), 결상부(520)에서 형성된 상을 전기 신호로 변환하는 촬상 소자(550)를 포함한다.

가변 조리개(VA)는 전술한 개구 조절 소자(100, 101, 102, 103, 200, 201, 202, 203, 400, 401, 402, 403)들 중 어느 하나가 채용될 수 있으며, 결상부(520)는 하나 이상의 렌즈를 포함하여 구성될 수 있다. 촬상 소자(550)로는 CCD(Charge Coupled Device)나 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)등이 채용될 수 있다.

가변 조리개(VA)는 미소전기유체(microelectrofluidic) 방식을 사용하는 구조로 빠른 속도로 미세 구동이 가능하므로, 이를 채용하는 영상 획득 장치(500)는 OCT(optical coherence tomography), Microscope와 같은 의료 영상 기기로 활용되기에 적합하다.

도 18은 실시예에 따른 영상 표시 장치(600)의 개략적인 구조를 보인다.

영상 표시 장치(600)는 영상 형성용 광을 제공하는 광원부(620), 광원부(620)에서 제공된 광의 투과율을 영상 정보에 따라 조절하는 디스플레이 패널(640)을 포함한다.

디스플레이 패널(640)은 전술한 개구 조절 소자(100, 101, 102, 103, 200, 201, 202, 203, 400, 401, 402, 403)들 중 어느 하나가 다수개 어레이된 구성으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제1소자(641), 제2소자(642), 제3소자(643)를 포함할 수 있으며, 제1소자(641)는 전술한 예들 중 하나의 개구 조절 소자로서, 제1컬러를 나타내는 투광성 유체(FR)를 구비하도록 구성되고, 제2소자(642)는 전술한 예들 중 하나의 개구 조절 소자로서, 제2컬러를 나타내는 투광성 유체(FG)를 구비하도록, 제3소자(643)는 전술한 예들 중 하나의 개구 조절 소자로서, 제3컬러를 나타내는 투광성 유체(FB)를 구비하도록 구성될 수 있다. 상기 제1컬러, 제2컬러, 제3컬러는 각각 적색, 녹색, 청색일 수 있다. 제1소자(641), 제2소자(642), 제3소자(643) 각각은 영상 정보에 따라 전극부 구동이 제어되어 광원부(620)로부터 입사되는 광을 투과시키거나 차단할 수 있으며, 또한, 투과모드에서 개구 크기가 조절될 수 있으므로 계조 표시가 가능하다.

도 19는 다른 실시예에 따른 영상 표시 장치(700)의 개략적인 구조를 보인다.

영상 표시 장치(700)는 영상 형성용 광을 제공하는 광원부(720), 광원부(720)에서 제공된 광의 투과율을 영상 정보에 따라 조절하는 디스플레이 패널(740)을 포함하며, 디스플레이 패널(740)은 개구 조절 소자(745) 다수개가 어레이된 구성으로 이루어질 수 있다. 개구 조절 소자(745)는 전술한 개구 조절 소자(100, 101, 102, 103, 200, 201, 202, 203, 400, 401, 402, 403)들 중 어느 하나 또는 이들로부터의 변형예가 채용될 수 있다. 본 실시예의 영상 표시 장치(700)는 컬러 표시를 위한 컬러 필터(750)를 별도로 구비한 점에서 도 8의 영상 표시 장치(600)와 차이가 있으며, 즉, 디스플레이 패널(740)의 상부에 다수의 개구 조절 소자(745)에 각각 대응되는 컬러 영역(R, G, B)을 가지는 컬러 필터(750)가 배치된다.

개개의 개구 조절 소자(745)는 영상 정보에 따라 전극부 구동이 제어되어 광원부(720)로부터 입사되는 광을 투과시키거나 차단할 수 있으며, 또한, 투과 모드에서 개구 크기가 조절되어 컬러 필터(750)의 컬러 영역(R, G, B)에 입사되는 광량이 조절되므로 계조 표시가 가능하다.

이러한 본원 발명은 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims

유체가 유동되는 공간을 구성하는 챔버;
상기 챔버 내에 마련된 것으로, 서로 혼합되지 않는 성질을 가지며, 하나는 투광성의, 다른 하나는 차광성 또는 흡광성의 물질로 형성된 제1유체와 제2유체;
상기 챔버의 내측면에 마련된 것으로, 상기 챔버 내에 전기장을 형성하기 위해 전압이 인가되는 하나 이상의 전극들이 어레이된 제1전극부;를 포함하며,
전기장에 따른 상기 제1유체와 상기 제2유체간 계면 위치 변화에 의해 광이 투과되는 개구가 조절되는 개구 조절 소자.
제1항에 있어서,
상기 제1유체와 제2유체 중 어느 하나는 액체 금속 또는 극성 액체이고, 다른 하나는 기체 또는 비극성 액체로 구성되는 개구 조절 소자.
제1항에 있어서,
상기 챔버의 영역은
상기 계면 위치 변화에 띠라 조절되는 개구 범위에 대응하는 채널 영역과
상기 계면 위치 변화에 따라 상기 채널 영역으로부터 이동되는 유체가 저장되는 레저버(reservoir) 영역을 포함하는 개구 조절 소자.
제3항에 있어서,
상기 챔버는
상기 제1전극부가 마련된 제1기판;
상기 제1기판과 마주하며, 소정 방향으로 이격 배치된 제2기판;
상기 제1기판 상에, 상기 소정 방향과 다른 방향으로 상기 제2기판과 이격 배치된 격벽;을 포함하는 개구 조절 소자.
제4항에 있어서,
상기 격벽은 상기 제1기판의 테두리를 따라 상기 제2기판의 측부를 둘러싸는 형태로 형성된 개구 조절 소자.
제4항에 있어서,
상기 제2기판 상에 상기 제1전극부와 마주하게 배치된 것으로, 하나 이상의 전극을 포함하는 제2전극부가 더 마련된 개구 조절 소자.
제4항에 있어서,
상기 제2기판의 중앙부에 관통홀이 형성된 개구 조절 소자.
제7항에 있어서,
상기 제1유체와 제2유체 중 투광성의 유체가 상기 관통홀을 따라 유동되도록 상기 채널 영역의 중앙부에 마련되고, 차광성 또는 흡광성의 유체는 상기 채널 영역의 측부에 마련되는 개구 조절 소자.
제7항에 있어서,
상기 제1전극부는 다수의 환형 전극을 포함하여 이루어진 개구 조절 소자.
제1항에 있어서,
상기 챔버의 영역은
제1채널과,
상기 제1채널의 상부에 상기 제1채널과 연결되게 마련된 제2채널을 포함하며,
상기 제1채널과 제2채널 각각에서 일어나는 상기 제1유체와 제2유체간 계면 위치 변화에 의해 상기 개구 범위가 정해지는 개구 조절 소자.
제10항에 있어서,
상기 제2채널의 높이는 상기 제1채널의 높이와 같거나, 이보다 높게 형성된 개구 조절 소자.
제10항에 있어서,
상기 챔버는
상기 제1전극부가 마련된 제1기판;
상기 제1기판과 마주하며, 소정 방향으로 이격 배치된 제2기판;
상기 제2기판과 마주하며, 상기 소정방향으로 이격 배치된 제3기판;
상기 제1기판과 제3기판 사이에 형성되는 공간의 적어도 일측을 둘러싸며, 상기 제2기판과 이격 배치된 격벽;을 포함하는 개구 조절 소자.
제12항에 있어서,
상기 격벽은 상기 제1기판과 제3기판의 테두리를 따라 상기 제2기판을 둘러싸는 형태로 형성된 개구 조절 소자.
제13항에 있어서,
상기 제2기판의 중앙부에 관통홀이 더 형성된 개구 조절 소자.
제14항에 있어서,
상기 제1유체와 제2유체 중 투광성의 유체가 상기 관통홀을 따라 유동되도록 상기 챔버의 영역 중앙부에 마련되고, 차광성 또는 흡광성의 유체는 상기 챔버의 영역 측부에 마련되는 개구 조절 소자.
제10항에 있어서,
상기 제1채널은
상기 제1전극부가 형성된 제1기판과,
상기 제1기판과 이격되게 마련된 것으로, 중심부에 제1관통홀이 형성되고, 주변부에 제2관통홀이 형성된 제2기판과,
상기 제1기판과 상기 제2기판 사이에 내부 공간을 형성하도록 마련된 제1스페이서에 의해 형성되는 개구 조절 소자.
제16항에 있어서,
상기 제2채널은
상기 제2기판과,
상기 제2기판과 이격되게 마련된 제3기판과,
상기 제2기판과 상기 제3기판 사이에 내부 공간을 형성하도록 마련된 제2스페이서에 의해 형성되는 개구 조절 소자.
제17항에 있어서,
상기 제1전극부는 하나 이상의 환형 전극을 포함하는 개구 조절 소자.
제17항에 있어서,
상기 제1전극부를 덮는 제1유전체층이 형성된 개구 조절 소자.
제17항에 있어서,
상기 제3기판 상에 형성된 하나 이상의 전극으로 이루어진 제2전극부;를 더 포함하는 개구 조절 소자.
제20항에 있어서,
상기 제2전극부를 덮는 제2유전체층이 형성된 개구 조절 소자.
제20항에 있어서,
상기 제2전극부는 하나 이상의 환형 전극을 포함하는 개구 조절 소자.
제17항에 있어서,
상기 제3기판 상의 중심부에는 상기 제1채널, 제2채널을 투과한 광을 차단할 수 있는 불투명패턴부가 더 형성된 개구 조절 소자.
제23항에 있어서,
상기 불투명패턴부는 상기 제1유체와 상기 제2유체의 유동에 따라 정해지는 개구의 최소 크기에 대응하는 크기를 갖는 개구 조절 소자.
제17항에 있어서,
상기 제1채널과 제2채널이 형성하는 공간 내에, 상기 제1유체와 제2유체 중 극성 유체와 접촉하는 접지 전극부가 더 형성된 개구 조절 소자.
제25항에 있어서,
상기 접지 전극부는 상기 제1기판상에 마련되는 개구 조절 소자.
제17항에 있어서,
상기 제2기판의 일면에 하나 이상의 전극으로 이루어진 제3전극부를 더 포함하는 개구 조절 소자.
제17항에 있어서,
상기 제2기판의 양면에 각각 형성된 것으로,
하니 이상의 전극으로 이루어진 제3전극부 및 제4전극부를 더 포함하는 개구 조절 소자.
제28항에 있어서,
상기 제3전극부를 덮는 제3유전체층;
상기 제4전극부를 덮는 제4유전체층;이 형성된 개구 조절 소자.
제1항 내지 제29항 중 어느 한 항의 개구 조절 소자;
상기 개구 조절 소자를 통해 입사된 광으로부터 피사체의 상을 형성하는 결상부;
상기 결상부에서 형성된 상을 전기 신호로 변환하는 촬상 소자;를 포함하는 영상 획득 장치.
영상 형성용 광을 제공하는 광원부;
상기 광원부에서 제공된 광의 투과율을 영상 정보에 따라 조절하는 것으로, 제1항 내지 제29항 중 어느 한 항의 개구 조절 소자 다수개가 어레이 되어 이루어진 디스플레이 패널;을 포함하는 영상 표시 장치.
제31항에 있어서,
상기 디스플레이 패널은
제1항 내지 제29항 중 어느 한 항의 개구 조절 소자로서, 상기 제1유체 및 제2유체 중 투광성인 유체가 제1컬러를 나타내도록 구성된 제1소자;
제1항 내지 제29항 중 어느 한 항의 개구 조절 소자로서, 상기 제1유체 및 제2유체 중 투광성인 유체가 제2컬러를 나타내도록 구성된 제2소자;
제1항 내지 제29항 중 어느 한 항의 개구 조절 소자로서, 상기 제1유체 및 제2유체 중 투광성인 유체가 제3컬러를 나타내도록 구성된 제3소자;를 포함하는 영상 표시 장치.
제31항에 있어서,
상기 디스플레이 패널의 상부에 상기 다수의 개구 조절 소자에 각각 대응되는 컬러 영역을 가지는 컬러 필터가 더 마련된 영상 표시 장치.
하나 이상의 전극들이 어레이되어 이루어진 전극부가 구비된 챔버 내에, 서로 혼합되지 않는 성질을 가지며, 하나는 투광성의, 다른 하나는 차광성 또는 흡광성의 물질로 형성된 제1유체와 제2유체를 마련하고,
상기 하나 이상의 전극들 중 일부에 선택적으로 전압을 인가하여 상기 제1유체와 제2유체간 계면을 이동시켜 광이 통과하는 개구를 조절하는 개구 조절 방법.
제34항에 있어서,
상기 챔버의 영역은
상기 계면 변화에 의해 조절되는 개구 범위에 대응하는 채널 영역과
상기 계면 변화에 의해 상기 채널 영역으로부터 이동되는 유체가 저장되는 레저버(reservoir) 영역을 포함하는 개구 조절 방법.
제35항에 있어서,
상기 전극부는
상기 채널영역의 하부에 배치되고 하나 이상의 전극으로 이루어진 제1전극부를 포함하는 개구 조절 방법.
제36항에 있어서,
상기 전극부는
상기 채널영역의 상부에 배치되고 하나 이상의 전극으로 이루어진 제2전극부를 더 포함하는 개구 조절 방법.
제34항에 있어서,
상기 챔버의 영역은
제1채널과,
상기 제1채널의 상부에 상기 제1채널과 연결되게 마련된 제2채널을 포함하며,
상기 제1채널과 제2채널 각각에서 일어나는 상기 제1유체와 제2유체간 계면 위치 변화에 의해 상기 개구 범위가 정해지는 개구 조절 방법.
제38항에 있어서,
상기 제2채널의 높이는 상기 제1채널의 높이와 같거나, 이보다 높게 형성되는 개구 조절 방법.
제38항에 있어서,
상기 제1채널과 제2채널이 연결되는 통로는 상기 챔버의 중심부 및/또는 적어도 일측의 가장자리부에 형성되는 개구 조절 방법.
제38항에 있어서,
상기 전극부는
상기 제1채널의 하부에 배치되고 하나 이상의 전극으로 이루어진 제1전극부와, 상기 제2채널의 상부에 배치되고 하나 이상의 전극으로 이루어진 제2전극부를 포함하는 개구 조절 방법.
제41항에 있어서,
상기 전극부는
상기 제1채널의 상부에 배치되고 하나 이상의 전극으로 이루어진 제3전극부를 더 포함하는 개구 조절 방법.
제41항 또는 제42항에 있어서,
상기 전극부는
상기 제2채널의 하부에 배치되고 하나 이상의 전극으로 이루어진 제4전극부를 더 포함하는 개구 조절 방법.
제34항 내지 제42항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1유체와 제2유체 중 어느 하나는 액체 금속 또는 극성 액체이고, 다른 하나는 기체 또는 비극성 액체로 구성되는 개구 조절 방법.