KR0125454B1

KR0125454B1 - 광투과율 조정 장치

Info

Publication number: KR0125454B1
Application number: KR1019930001463A
Authority: KR
Inventors: 요시따까 야마모또; 유따까 이시이
Original assignee: 쯔지 하루오; 샤프 가부시끼가이샤
Priority date: 1992-02-03
Filing date: 1993-02-02
Publication date: 1997-12-26
Also published as: US5657100A; KR930018293A; EP0556978B1; DE69313680D1; DE69313680T2; EP0556978A1

Abstract

본 발명의 광투과율 조정 장치는 서로 대향하는 제1기판 및 제2기판 ; 가변 광투과율을 갖는 조정층 ; 상기 제1기판상에 행과 열로 형성된 복수의 화소 전극 ; 상기 제1기판에 형성된 복수의 소스 전극으로, 각각의 소스 전극은 적어도 하나의 화소 전극에 대응하는 소스 전극 ; 복수의 광도전체로, 각각은 관련 화소 전극을 상기 소스 전극 중 대응하는 하나에 전기적으로 접속하는 광도전체 ; 및 상기 제2기판에 배치된 투명 균일 전극(a transparent uniform electrode) ; 을 포함하고, 상기 조정층은 상기 화소 전극과 상기 균일 전극 사이에 개재되고, 상기 조정층의 상기 광투과율은 상기 화소 전극과 상기 균일 전극 간에 인가된 전압에 따라 가변적이며, 각각의 광도 전체는 상기 관련 화소 전극이 상기 대응 소스 전극과 중첩되는 영역상에 배치된다.

Description

광투과율 조정 장치

제1도는 본 발명에 따른 광투과율 조정 장치의 평면도.

제2도는 제1도에 도시된 광투과율 조정 장치의 A-A'선 단면도.

제3도는 본 발명에 따른 광투과율 조정 장치가 포지티브 유전 이방성을 갖는 액정을 사용하는 경우, 입사 광량과 광투과율간의 관계를 나타낸 그래프.

제4도는 본 발명에 따른 광투과율 조정 장치가 네가티브 유전 이방성을 갖는 액정을 사용하는 경우, 입사 광량과 광투과율간의 관계를 나타낸 그래프.

제5도는 본 발명에 따른 또 다른 광투과율 조정 장치의 사시도.

제6도는 직시형(direct-vision) 액정 표시 장치와 결합시킨 본 발명에 따른 광투과율 조정 장치의 실시예를 도시한 개념도.

제7도는 투사형(projection) 액정 표시 장치와 결합시킨 본 발명에 따른 광투과율 조정 장치의 실시예를 도시한 개념도.

제8도는 투사형 액정 표시 장치와 결합시킨 본 발명에 따른 광투과율 조정 장치의 다른 실시예를 도시한 개념도.

제9도는 투사형 액정 표시 장치와 결합시킨 본 발명에 따른 광투과율 조정 장치의 또 다른 실시예를 도시한 개념도.

제10도는 컬러판 제조 장치에 채용된 본 발명에 따른 광투과율 조정 장치의 실시예를 도시한 개념도.

제11도는 컬러판 제조 장치에 채용된 본 발명에 따른 광투과율 조정 장치의 다른 실시예를 도시한 개념도.

제12도는 컬러판 제조 장치에 채용된 본 발명에 따른 광투과율 조정 장치의 또 다른 실시예를 도시한 개념도.

제13도는 컬러판 제조 장치에 채용된 본 발명에 따른 광투과율 조정 장치의 또 다른 실시예를 도시한 개념도.

제14도는 컬러 복사 장치에 채용된 본 발명에 따른 광투과율 조정 장치의 실시예를 도시한 개념도.

제15도는 컬러 팩시밀리 장치에 채용된 본 발명에 따른 광투과율 조정 장치의 실시예를 도시한 개념도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1,10,101,110 : 기판1a,110a,102 : 유리 패널

2,11 : 투명 전극3,12 : 정렬막

10a,113 : 광도전체13,120 : 액정

20 : 광투과율 조정 장치21 : 액정 표시 장치

22,23 : 편광판31 : 광원

32,33,34 : 분색경35,36,37 : 편광판 빔부할기

38,39,40 : 반사형 액정 표시 장치41,42,43 : 투사 렌즈

본 발명은 액정 TV, 비디오 카메라와 같은 영상 장치, 복사기, 및 카메라와 같은 광학 장치에 사용하기 위한 광투과율 조정 장치에 관한 것으로, 특히 상술한 장치에 의해 얻어지는 영상의 콘트라스트 비를 조정하고, 장치에 대한 입사 광량을 부분적으로 조절하기 위한 광투과율 조정 장치에 관한 것이다.

종래, 장치에 콘트라스트 비는 주로 다음과 같은 방법에 의해 조정된다.

(1) 원 화상(original image)을 필터로 커버하는 방법

이 방법은 사진과 같은 하프 톤 영역을 갖는 화상을 복사하기 위한 복사 장치 등에 사용된다. 통상적으로, 원 화상을 실크 스크린과 같은 필터로 덮어 콘트라스트 비를 감소시킨다.

(2) 조명 램프를 필터로 커버하는 방법

플래시 펌프 또는 조명 램프를 필터로 덮어, 화상의 콘트라스트 비를 감소시키도록 조명광의 세기를 균일하게 한다.

(3) 화상 처리 시술을 사용하는 방법

화상의 에지를 검출하기 위한 기술 또는 다른 기술을 사용하여, 화상의 콘트라스트 비를 전기적으로 증가 또는 감소시킨다.

입사 광량을 부분적으로 조정하는 방법의 하나인 백라이트 보상을 카메라 및 비디오 카메라의 경우를 들어 이하에 설명한다.

카메라의 경우, 백라이트의 입사가 감지되면 조작자는 수동으로 백라이트 보상 버튼을 누른다. 상기 버튼이 눌려지면, 노출이 자동 노출 조정 장치에 의해 설정된 레벨 이상으로 증대하여, 촬상될 피사체가 어둡지 않도록 한다.

비디오 카메라와 같은 CCD(charge coupled device)를 사용하여 화상 장치의 경우, CCD에 의해 판독되는 화상은 6개의 영역으로 분할되고, 각 영역에 대한 데이타는 자동 백라이트 보상을 위해 소정 우선 순위에 따라 처리된다. 실제로, 높은 우선 순위를 갖는 영역에 백라이트가 입사되며, 피사체의 화상을 조정하기 위해 상기 6개의 영역 모두 어둡게 되며, 낮은 우선 순위를 갖는 영역에 백라이트가 입사되면, 콘트라스트 비의 조정이 수행되지 않는다.

상술한 설명으로부터 명백한 바와 같이, 종래에는 콘트라스트 비는 피사체가 촬상되기 전에 피사체의 화상을 위해 조정된다. 이렇게 얻어진 화상에 대해서는, 화상 처리만이 수행된다. 화상 처리 기술의 사용은 고성능 커뮤터와 데이타 처리 소프트웨어, 및 컴퓨터와 소프트웨어를 조작하기 위한 고도의 숙련을 요한다. 따라서, 일반인이 종래의 광투과율 조정 장치를 조작하기 어렵다.

카메라에서의 백라이트 보상시, 백라이트가 입사가 감지되면, 조작자가 수동으로 백라이트 보상 버튼을 누른다. 따라서, 적절한 보상이 수행되었는지의 여부는 조작자의 숙련도 및 경험에 의하기 때문에, 정확한 보상에는 한계가 있다. 또한, 일정한 범위에서만 보상이 수행되고, 입사 광량에 따라서는 보상이 수행될 수 없다. 비디오 카메라와 같은 화상 장치에서 백라이트 보상의 경우, 높은 우선 순위를 갖는 영역에 백라이트가 입사하면 화상이 전체적으로 어둡게 될 가능성이 있다. 콘트라스트 비에 있어서, 낮은 우선 순위를 갖는 영역에 백라이트가 입사하면, 콘트라스트 비 조정이 수행되지 않으므로, 그로 인해 그 영역에서는 화상이 너무 밝게된다. 어떠한 경우에도 화질은 떨어진다.

본 발명의 광투과율 조정 장치는 서로 대향하는 제1기판 및 제2기판 ; 가변 광투과율을 갖는 조정층 ; 상기 제1기판상에 행과 열로 형성된 복수의 화소 전극 ; 상기 제1기판상에 형성된 복수의 소스 전극으로, 각각의 소스 전극은 적어도 하나의 화소 전극에 대응하는 소스 전극 ; 복수의 광도전체로, 각각은 관련 화소 전극을 상기 소스 전극 중 대응하는 하나에 전기적으로 접속하는 광도전체 ; 및 상기 제2기판상에 배치된 투명 균일 전극(a transparent uniform electrode) ; 을 포함하고, 상기 조정층은 상기 화소 전극과 상기 균일 전극 사이에 개재되고, 상기 조정층의 상기 광투과율은 상기 화소 전극과 상기 균일 전극 간에 인가된 전납에 따라 가변적이며, 각각의 광도전체는 상기 관련 화소 전극이 상기 대응 소스 전국과 중접되는 영역 상에 배치된다.

따라서, 본 발명은 얻어진 화상의 콘트라스트 비를 용이하게 조정하고, 백라이트 보상을 수행하기 위한 광투과율 조정 장치를 제공한다.

이하, 본 발명은 의한 광투과율 조정 장치의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 따라 상세히 설명한다.

실시예 1

제1도는 본 발명의 제1실시예에 따른 광투과율 조정 장치의 평면도이고, 제2도는 제1도의 A-A' 선 단면도이다.

광투과율 조정 장치는 서로 대향되는 2개의 기판(101,110)과 그 사이에 삽입되는 액정(120)을 포함한다.

기판(110)은 투명한 유리 패널(110a), 유리 패널(110a)의 전면에 배치된 Sio₂박막(117), 그 위에 줄무늬 형태로 배열된 소스 전극(111), 액정(120)에 전압을 인가하는 화소 전극(112), 및 소스 전극(111)과 화소 전극(112) 사이에 삽입되는 광도전재로 된 광도전체(113)를 포함한다. 소스 전극(111)은 배선 저항을 감소시키기 위해 Mo, Ta, Al 등의 금속으로 형성되고, 그 폭은 적당한 배선 저항을 보장하도록 가능한 한 최소화하여, 광투과율에 영향을 미치지 않도록 한다. 광도전체(113) 역시 가능한 한 최대 광투과 면적을 얻도록 작게 형성된다. 화소 전극(112) 사이이 갭(114)의 폭은 광투과율의 조정에 기여하지 않기 때문에, 최소폭으로 하는 것이 바람직하다.

기판(101)은 유리 패널(102), Sio₂박막(106), 투명한 대향 전극(103), 블랙 마스크(104), 및 정렬막(105)을 포함하고, 이들은 상술한 순서대로 적층한다.

소스 전극(111)과 광도전체(113)를 덮도록 절연막(115)을 배치하여 소스 전극(111)과 화소 전극(112) 사이를 절연함으로써, 소스 전극(111)의 전압이 액정(120)에 영향을 미치는 것을 방지하고, 액정(120)이 기판(110)에 의해 오염되지 않도록 한다. 절연막(115)에는 광도전체(113) 위로 개구가 있고, 이 개구를 통해 화소 전극(112)과 광도전체(113)가 서로 접속된다. 폴리이미드로 형성된 정렬막(116)을 절연막(115)위에 배치하여 화소 전극(112)을 피복하도록 한다.

제1도 및 제2도에서 설명한 광투과율 조정 장치의 제조 방법을 설명하면 다음과 같다.

유리 패널(102)으로는, 평면도가 높고 두께가 약 1.1㎜인 봉소 규산염 유리 패널을 사용했다. 유리 패널(102)의 표면에는, 알칼리 용출을 방지하도록 두께 약 100㎚의 Sio₂박막(106)을 형성했다. Sio₂박막(106)의 표면을 소정의 전처리법(pretreatment method)으로 세척한 후, 그 표면에 두께 약 120㎚로 투명한 ITO(인듐 박막 산화물)를 스퍼터링하고, 그 주변부에 불필요한 부분을 에칭해 내어 대향 전극(103)을 형성했다.

이어서, 대향 전극(103)의 표면에 약 100㎚의 두께로 크롬을 스퍼터링하고, 불필요한 부분을 에칭해 내어 블랙 마스크(104)을 형성했다. 그 후, 블랙 마스크(104)를 그 위에 갖는 대향 전극(103)의 표면을 폴리이미드 정렬막(105)으로 코팅하고, 러빙법으로 정렬 처리를 수행했다. 이렇게 하여, 기판(101)을 얻었다.

유리 패널(110a)로는, 평면도가 높은 붕소 규산염 유리 패널을 사용했다. 유리 패널(110a)의 표면상에, 알칼리 용출을 방지하기 위해 두께 약 100㎚의 Sio₂박막(117)을 형성하였다. Sio₂박막(117)의 표면을 소정의 전처리법으로 세척한 후, 그 표면에 두께 약 300㎚로 투명한 ITO을 스퍼터링하고, 불필요한 부분을 에칭해 내어 소스 전극(111)을 형성하였다. 이어서, 소스 전극(111)의 표면에 약 200㎚의 두께로 비정질 실리콘 막을 플라즈마 CVD법(화학 기상 증착법)으로 형성하고, 불필요한 부분을 에칭해내어 광도전체(113)를 형성했다. Sio₂박막(117) 위에 플라즈마 CVD법을 이용해 약 300㎚의 두께로 질화실리콘 막을 형성하여, 소스 전극(111)과 광도전체(113)를 피복했으며, 그 중 광도전체(113) 위의 부분을 에칭해 내어 절연막(115)를 형성했다. 광도전체(113)를 피복하기 위해 절연막(115)의 표면에 약 150㎚의 두께로 ITO를 스퍼터링하고, 그 중 불필요한 부분을 에칭하여 화소 전극(112)을 형성했다. 이렇게 얻은 적층 표면을 폴리이미드로 구성된 정렬막(116)으로 코팅하고, 러빙법으로 정렬 처리를 하였다. 이렇게 하여, 기판(110)을 얻었다.

기판(101)과, 주변에 밀봉제가 형성되어 있고 전면에 걸쳐 스페이서가 흩어져 있는 기판(110)은 서로 고도로 정밀하게 정위치되도록 접착되어 광도전체(113)를 블랙 마스트(104)로 덮을 수 있다. 이어서, 기판(101,110) 사이로 액정(120)을 주입했다. 액정(120)으로는 이. 멀크에서 제조한 ZLI-4876을 사용했는데, 이 것은 포지티브 유전 이방성을 갖는 블랙 게스트-호스트 액정이다.

상술한 구조를 갖는 본 발명에 따른 광투과 장치에서, 광도전체(113)에 빛이 비치면 광투과율이 변화한다. 광투과율의 변화를 광투과율의 변화로 변환시켜, 광도전체(113)에 입사하는 광량에 따라 광투과율을 조정한다.

광투과율과 입사 광량 사이의 관계를 수평으로 정렬되어 있는 정렬막(115,116)과 기판(110)의 측면에 배치되어 있는 편광판으로 검사했다. 그 결과를 제3도에 도시하였다. 제3도에 따라, 광투과율 조정 장치의 실제 동작을 설명하면 다음과 같다.

광투과율 조정 장치에 입사하는 광량이 약간 변하는 경우, 광도전체(113)의 저항은 높게 유지된다. 따라서, 사실상 액정(120)에 전압이 인가되지 않는다. 액정(120)이 포지티브 유전 이방성을 갖기 때문에, 이때는 광투과율이 낮다. 입사 광량이 증가함에 따라, 액정(120)에 인가되는 전압치도 증가하여, 액정의 정렬 상태가 변화한다. 액정(120)의 포지티브 유전 이방성 때문에, 정렬 상태에 따라 광투과율이 증가한다. 이상의 설명으로부터 알 수 있듯이, 입사 광량이 많으면 광투과율도 높다. 반면에, 입사 광량이 적으면 광투과율도 낮다. 그 결과, 얻어진 화상의 흑색 영역이 점점 어두워져 화상의 콘트라스트 비를 증가시킨다.

기판(110)의 대향 전극(113)과 화소 전극(112)에 인가되는 전압 레벨을 변화시키면 투과율 조정 감도를 제어할 수 있다.

액정(120)으로서는, 액정 재료가 광투과율을 제어하기만 하면 제1실시예에 사용되는 포지티브 유전 이방성을 갖는 블랙 게스트-호스트 액정 이외의 다른 액정 재료를 사용해도 좋다. 사용할 수 있는 액정 재료로는 다른 착색제가 혼합되어 있는 게스트-호스트 액정, 화이트 테일러(White Taylor) 게스트-호스트 액정, 트위스티드 네마틱 액정, 강유전성 액정 및 폴리머-분산형 액정이 있다.

광도전체(113)는 소정의 파장 영역을 갖는 빛에 광도전성이 있으며, 비정질 실리콘 이외의 다른 어떤 재료로 이루어져 된다. 그 예는 다음과 같다.

CdS, Se, GaAs, CdSe 등은 가시 광선에 사용되고, InGaAs, PbS, InSb, HgCdTe, PbTe, PbSe 등은 적외선에 사용될 수 있다. PbSnTe, InGaAs, HgCdTe 등을 사용하면, 조성에 따라 스펙트럼 감도를 변화시킬 수 있다.

제1실시예에서는 광도전체(113)를 플라즈마 CVD법으로 제조하였지만, 다른 증착법을 이용할 수도 있다. 기판에 광도전성 결정으로 형성된 판형이나 줄무늬형 본체를 접착법으로 접착하여 광도전체(113)를 형성해도 좋다.

실시예 2

본 발명의 제2실시예에 따른 광투과율 조정 장치에서는 수직정렬 처리된 기판들 사이에 삽입되면 네가티브 유전 이방성을 갖는 액정을 사용하여, 그로 인해 얻어진 화상의 콘트라스트 비를 낮춘다. 이점만 제외하고, 제2실시예에 따른 광투과율 조정 장치의 구조는 제1실시예의구조와 동일하다. 제1실시예에서와 동일한소자에는 동일한 도면 부호를 사용하고, 그 구조에 대한 설명은 생략한다.

제2실시예에 따른 광투과율 조정 장치의 제조 방법을 설명하면 다음과 같다.

유리 패널(102)로는 평면도가 높고 두께가 약 1.1㎜이 붕소 규산염 유리 패널을 사용했다. 유리 패널(102)의 표면에, 알칼리 용출을 방지하기 위해 두께 약 100㎚의 Sio₂박막(106)을 형성했다. Sio₂박막(106)의 표면을 소정의 전처리법으로 세척한 뒤, 그 표면에 두께 약 120㎚의 투면한 ITO를 스퍼터링하고, 그 둘레의 불필요한 부분을 에칭해 내어 대향 전극(103)을 형성했다. 이어서, 대향 전극(103)의 표면에 약 100㎚의 두께로 크롬을 스퍼터링하고 불필요한 부분을 에칭해 내어 블랙 마스트(104)를 형성했다. 이렇게 얻어진 적층의 표면을 폴리이미드로 코팅한 다음 러빙 처리한 후, 수직 정렬을 위해 유기 실란 결합제로 그 표면을 코팅했다. 그렇지 않으면, 폴리이미드 수직 정렬막으로 얻어진 적층을 코팅한 다음 가볍게 러빙하여 폴리이미드 정렬막(105)을 얻을 수 있다. 이렇게 하여, 기판(101)을 얻었다.

유리 패널(110a)로는, 평면도가 높은 붕소 규산염 유리 패널을 사용했다. 유리 패널(110a)의 표면에, 알칼리 용출을 방지하기 위해 두께 약 100㎚의 Sio₂박막(117)을 형성했다. Sio₂박막(117)의 표면을 소정의 전처리법으로 세척한 후, 그 표면에 두께 약 300㎚로 투명한 ITO를 스퍼터링하고, 불필요한 부분을 에칭해 내어 소스 전극(111)을 형성했다. 이어서, 소스 전극(111)의 표면에 약 200㎚의 두께로 비정질 실리콘 막을 플라즈마 CVD법으로 형성하고, 불필요한 부분을 에칭해 내어 광도전체(113)를 형성했다. Sio₂박막(117) 위에 플라즈마 CVD법을 이용해 약 300㎚의 두께로 질화실리콘 막을 형성하여, 소스 전극(111)과 광도전체(113)를 피복하도록 했으며, 그 중 광도전체(113) 위의 부분을 에칭해 내어 절연막(115)을 형성했다. 광도전체(113)를 피복하기 위해 절연막(115)의 표면에 약 150㎚의 두께로 ITO를 스퍼터링하고 그 중 불필요한 부분을 에칭하여 화소 전극(112)을 형성했다. 이렇게 얻어진 적층의 표면을 폴리이미드로 코팅한 다음 러빙 처리한 후, 수직 정렬을 위해 유기 실란 결합제로 그 표면을 코팅했다. 그렇지 않으면, 폴리이미드 수직 정렬막으로 얻어진 적층을 코팅한 다음, 가볍게 러빙하여 정렬막(116)을 얻을 수 있다. 이렇게 하여, 기판(110)을 얻었다.

기판(101) 및 그 주변에 밀봉제가 형성되어 있고 전면에 걸쳐 스페이서들이 흩어져 있는 기판(110)은 서로 고도로 정밀하게 정위치되도록 접착되어, 광도전체(113)가 블랙 마스트(104)로 피복되도록 한다. 이어서, 기판(101,110) 사이로 액정(120)을 주입했다. 액정(120)으로는 이. 멀크사에서 제조한 ZLI-4614를 사용했는데, 이것은 네가티브 유전 이방성을 갖는 게스트-호스트 액정이다.

광투과율과 입사 광량 사이의 관계를 기판(110)의 한쪽에 배치되는 편광판으로 조사했다. 그 결과를 제4도에 도시한다. 제4도를 참조하여, 광투과율 조정 장치의 실제 동작을 설명하면 다음과 같다.

광투과율 조정 장치에 입사하는 광량이 아주 작을 경우, 광도전체(113)의 저항이 높게 유지된다. 따라서, 액정(120)에 거의 전압이 안가되지 않는다. 액정(120)이 네가티브 유전 이방성을 갖기 때문에, 이때의 광투과율은 높아진다. 입사 광량이 증가하면서, 액정(120)에 인가되는 전압 레벨도 증가하여, 액정의 정렬 상태가 변화된다. 액정(120)의 네가티브 유전 이방성때문에, 정렬 상태가 변화하면서 광투과율이 감소된다. 이상의 설명으로부터 알 수 있듯이, 광투과율은 입사 광량이 적을 때 높다. 입사 광량이 많으면 광투과율이 낮다. 그 결과, 얻어진 화상의 콘트라스트 비는 낮아진다.

광도전체(113)는 소정의 파장 영역을 갖는 빛에 광도전성이 있으며, 비정질 실리콘 이외의 다른 어떤 재료로 이루어져도 된다. 그 예는 다음과 같다.

CdS, Se, GaAs, CdSe 등은 가시광선에 사용되고, InGaAs, PbS, InSb, HgCdTe, PbTe, PbSe 등은 적외선에 사용될 수 있다. PbSnTe, InGaAs, HgCdTe 등을 사용하면, 조성에 따라 스펙트럼 감도를 변화시킬 수 있다.

제1실시예에서는 광도전체(113)를 플라즈마 CVD법으로 제조했지만, 다른 증착법 등을 이용해도 좋다. 광도전체(113)는 광도전성 결정으로 형성된 판형이나 줄무늬형 본체를 접착법으로 기판에 접착시켜 형성될 수 있다.

제1 및 제2실시예에 따르면, 광투과율 조정 장치는 콘트라스트 비가 낮은 화상의 콘트라스트 비를 상승시킬 수 있고, 그 외에도 입사 광량을 부분적으로 조정하는 간단한 방법으로 백라이트를 보상할 수 있다.

실시예 3

본 발명의 제3실시예에 따른 광투과율 조정 장치를 제5도에 도시하였다. 제5도에 도시된 광투과율 조정 장치는 수평 정렬법으로 처리한 기판(1,10) 사이에 포지티브 유전 이방성을 갖는 게스트-호스트 액정(13)을 포함한다.

기판(1)은 유리 패널(1a), 그 표면에 제공된 투명 전극(2), 및 투명 전극(2)의 표면에 제공된 정렬막(3)을 포함한다. 기판(10)은 광을 투과시키는 BSO(Bi₁₂SiO₂₀) 결정으로 형성된 광도전체(10a), 광도전체의 표면에 제공된 투명 전극(11), 및 광도전체(10a)의 다른 표면에 제공된 정렬막(12)을 포함한다. 기판(1,10)은 그 내측으로 정렬막(3,12)을 갖고 대향하며, 그 사이에 삽입된 액정(13)과 접합된다. 액정(13)에 전압을 인가하도록 제공된 투명 전극(2,11)에는 AC 전원(도시안됨)으로부터 AC전압이 인가된다.

상술한 구조를 갖는 광투과율 조정 장치에서, 콘트라스트 비의 조정을 위한 화상데이타를 갖는 빛은 기판(10)에 입사되고 기판(1)에서 출사된다. 기판(10)에 빛이 입사되면, 광도전체(10a)에서 입사 광량이 전기 저항으로 변환된다. 입사 광량이 클수록, 전기 저항이 낮아지므로, 투명 전극(2,11)에 인가되는 전압 레벨이 높아진다. 액정(13)은 전압에 의해 정렬된다. 액정(13)이 포지티브 유전 이방성을 갖기 때문에, 전압 레벨이 증가하면 광투과율이 상승한다.

이상의 설명으로부터 알 수 있듯이, 입사 광량이 많으면 광투과율도 높아지고, 입사 광량이 작으면 광투과율도 낮아진다. 다시 말해, 입사 광량이 클 때는 입사광이 그대로 투과되고, 입사 광량이 작으면 입사광이 차광된다. 얻어진 화상에서, 백색 면적의 휘도는 그대로 유지되지만, 흑색 면적은 더 어두워진다. 따라서, 화상의 콘트라스트 비가 상승된다.

제3실시예에 따른 광투과율 조정 장치에서 소스 전극을 제거하면, 입사광이 소스 전극에 의해 차광되지 않는다. 투명한 광도전체(10a)도 입사광을 설치하지 못한다. 밀봉 영역, 외부 전원 등과의 접속 영역 및 구동 IC가 장착된 영역을 제외하고는 기판(1,10) 전체가 광투과율 조정 기능을 가질 수 있다. 그 외에, 화소 전극과 그에 상당하는 영역이 없이 때문에, 제1 및 제2실시예서처럼, 이러한 소자의 크기로 인한 해상도의 제한이 없다. 소스 전극과 화소 전극을 제거하면 박막에 적층하는 처리 공정에서 생기는 높은 단가와 낮은 생산성 문제를 해결할 수 있다.

제3실시예에 따른 광투과율 조정 장치의 제조 방법을 설명하면 다음과 같다.

유리 패널(1a)는 두께 약 1㎜의 일반적인 유리 패널을 사용했다. 이 유리 패널(1a)을 소정의 전처리법으로 세척한 후, 통상적인 증착법으로 유리 패널(1a)의 표면에 두께 약 200㎚의 ITO 막을 형성하여 투명 전극(2)을 형성했다. 투명 전극(2)의 표면을 스핀 코팅법을 이용해 폴리이미드로 코팅한 다음, 건조 및 중합했다. 이어서, 러빙 처리를 하여 정렬막(3)을 얻었다.

광도전체(10a)로는 양쪽면이 경면 처리되어 있고, BSO 결정으로 형성된 0.5㎜두께의 판을 사용했다. 소정의 전처리법으로 광도전체(10a)를 세척한 후, 통상의 증착법을 이용해 광도전체(10a)의 표면에 두께 약200㎚의 ITO막을 형성하여, 투명 전극(11)을 형성했다. 광도전체(10a)의 다른 면에는 스핀 코팅법으로 폴리이미드를 코팅한 뒤, 건조 및 중합시켰다. 이어서, 러빙 처리를 하여 정렬막(12)을 얻었다.

정렬막(12)의 표면에 스페이서들을 분산시킨 뒤, 그 표면의 주변을 밀봉제로 코팅했다. 따라서, 기판(1,10)이 서로 접착되었다. 기판(1,10) 사이이 갭은 스페이서의 크기로 조절할 수 있다. 제3실시예에서, 상기 갭은 약 8㎛이다. 이어서, 기판(1,10) 사이의 갭으로 액정(13)을 주입했다. 액정(13)으로는 이. 멀크사에서 제조한 ZLI-4816을 이용했는데, 이 액정은 예를 들면, 포지티브 유전 이방성을 갖는 블랙 게스트-호스트 액정이다.

기판(10)의 측면에는 편광판(도시안됨)을 제공하고, 이 기판(10)에 빛을 입사시켜 광투과율을 측정했다. 입사 광량이 적으면 광투과율이 낮고, 입사 광량이 많으면 광투과율이 높아서, 얻어진 화상의 콘트라스트 비가 높아짐이 확인되었다.

액정(13)으로는, 광투과율을 조절할 수만 있으면 제3실시예에서 사용된 포지티브 이방성을 갖는 블랙 게이트-호스트 액정 이외의 어떤 재료도 사용될 수 있다. 사용할 수 있는 액정 재료로는 착색제가 혼합되어 있는 게스트-호스트 액정, 화이트 테일러 게스트-호스트 액정, 트위스티드 네마틱 액정, 강유전성 액정 및 폴리머-분산형 액정이 있다. 폴리머-분산형 액정을 사용하면, 정렬막이 제거될 수 있다.

광도전체(10a)는 투명도가 높은 광도전재 이외의 다른 어떤 재료로도 형성될 수 있고, 그렇지 않으면 증기 증착법, 스퍼터링법, CVD법, 브러시를 이용한 코팅법, 승화나 기상 코팅법(vapor phase coating)등으로 광도전성 박막을 투명 유리 패널 등의 표면에 입혀서 형성될 수 있다. 광도전성 박막은 CVD, 광도전성 폴리이미드 막, 구리 프탈로시아닌 막 등으로 형성될 수 있다. 광도전성 폴리이미드 막으로는, 에이. 다끼모또, 에이치. 와께모또, 이. 다나까, 엠. 와타나베, 에이치. 오가에 의해 제이. 포토필름, 과학 기술. 3(1990)[J. Photopolym. Sci. Techno. 3(1990)]의 제73면에서 설명된 재료를 이용할 수 있다.

또한, 후막 형태로는 불투명하나, 박막 형태로는 투명한 광도전재를 사용해도 좋다. 이러한 유용한 재료로는 가시 광선에 사용될 수 있는 CdS, Se, GaAs, CdSe와 적외선에 사용될 수 있는 InGaAs, PbS, InSb, HgCdTe, PbTe, PbSe가 있다. PbSnTe, InGaAs, HgCdTe 등을 사용하면, 조성에 따라 스펙트럼 감도를 변화시킬 수 있다.

실시예 4

본 발명의 제4실시예에 따른 광투과율 조정 장치는 수직정렬 처리된 기판들 사이에 삽입되는 네가티브 유전 이방성을 갖는 액정을 이용하여, 화상의 콘트라스트 비를 낮춘다. 이점을 제외하고, 제4실시예에 따른 광투과율 조정 장치의 구조는 제3실시예의 구조와 동일하다. 따라서, 제3실시예에 대응하는 소자들에는 동일한 도면 부호를 사용한다.

제5도에 도시된 바와 같이, 제4실시예에 따른 광투과율 조정 장치는 기판들(1,10) 사이에 삽입되는 액정(13)을 포함한다. 기판(1)은 유리 패널(1a), 유리 패널 표면에 제공되는 투명 전극(2) 및 투명 전극(2)의 표면에 제공되는 정렬막(3)을 포함한다. 기판(10)은 광을 투과시키는 BSO 결정으로 구성된 광도전체(10a), 광도전체의 표면에 제공되는 투명 전극(11), 및 광도전체(10a)의 다른 표면에 배치되는 정렬막(12)을 포함한다. 기판(1,10)은 그 내측으로 정렬막(3,12)을 갖고 대향하며, 그 사이에 삽입되는 액정(13)과 접합된다. 액정(13)에 전압을 인가하도록 제공된 투명 전극(2,11)에는 AC 전원(도시안됨)으로부터 AC전압이 인가된다.

이상과 같은 구조의 광투과율 조정 장치에서, 콘트라스트 비의 조정을 위한 화상데이타를 갖는 빛이 기판(10)에 입사되고, 기판(1)에서 출사된다. 기판(10)에 입사되면, 광도전체(10a)는 입사 광량을 전기 저항으로 변환시킨다. 입사 광량이 클수록 전기 저항이 낮아져, 투명 전극(2,11)에 인가되는 전압 레벨이 높아진다. 액정(13)은 전압에 의해 정렬된다. 액정(13)이 네가티브 유전 이방성을 갖기 때문에, 전압 레벨이 높아지면 광투과율은 낮아진다.

이상의 설명으로부터 알 수 있듯이, 입사 광량이 클 때 광투과율은 낮고, 입사 광량이 적을때 광투과율은 높다. 다시 말해, 입사 광량이 적으면 입사광은 그대로 투과되고, 입사 광량이 많으면 입사광이 차광된다. 차광도를 조정하면, 얻어진 화상의 콘트라스트 비를 조정할 수 있다. 많은 광량이 입사되면, 화상의 흑색 영역의 암도가 동일하게 유지되는 반면, 백색 영역은 더 어두워진다. 따라서, 화상의 콘트라스트 비는 감소된다.

제4실시예에 따른 광투과율 조정 장치의 제조법을 설명하면 다음과 같다.

유리 패널(1a)로는, 두께 약 1㎜의 통상의 유리 패널을 사용했다. 이 유리 패널을 소정의 전처리법으로 세척한 후, 진공 증착법을 이용해 유리 패널(1a) 표면에 약 200㎚의 두께로 ITO 막을 형성하여, 투명 전극(2)을 형성했다. 투명 전극(2)의 표면에 스핀 코팅법을 이용해 폴리이미드로 코팅하고 건조 및 중합시켰다. 이어서, 러빙 처리를 하여 정렬막(3)을 얻었다.

광도전체(10a)로는, BSO 결정으로 구성되고 양측면이 경면 처리된 0.5㎜ 두께의 판을 사용했다. 광도전체(10a)를 소정의 전처리법으로 세척한 후, 그 표면에 일반적인 증착법으로 약 200㎚ 두께의 ITO막을 입혀 투명 전극(11)을 형성했다. 광도전체(10a)의 다른 면에는 스핀 코팅법을 이용해 폴리이미드를 코팅하고, 건조 및 중합시켰다. 이어서, 러빙 처리를 하여 정렬막(12)을 얻었다.

정렬막(12)의 표면에 스페이서들을 분산시킨 다음, 그 표면의 주변을 밀봉제로 코팅했다. 따라서, 기판(1,10)이 서로 접착되었다. 기판(1,10) 사이이 갭은 스페이서의 크기로 조정할 수 있다. 제4실시예에서 이 갭은 약 8㎛였다. 이어서, 기판(1,10) 사이의 갭으로 액정(13)을 주입했다. 액정으로는 이. 멀크사에서 판매하는 ZLI-4614를 사용했는데, 이것은 네가티브 유전이방성을 갖는 블랙 게스트-호스트 액정이다.

기판(10)의 한쪽면에는 편광판(도시안됨)을 배치하고, 이 기판(10)에 빛을 입사시켜 광투과율을 측정했다. 입사 광량이 적으면, 투과되는 광량과 입사 광량과 크게 다르지 않았지만, 입사 광량이 많으면 투과되는 광량이 감소되어, 얻어진 화상의 콘트라스트 비가 낮아짐이 확인했다.

액정(13)으로는, 제4실시예에서 사용된 네가티브 이방성을 갖는 블랙 게이트-호스트 액정 이외의 어떤 액정 재료라도 광투과율을 제어하기만 하면 사용될 수 있다. 사용할 수 있는 액정 재료에는 다른 착색제가 혼합되어 있는 게스트-호스트 액정, 화이트 테일러 게스트-호스트 액정, 트위스티드 네마틱 액정, 강유전성 액정 및 폴리머-분산형 액정이 있다. 폴리머-분산형 액정을 사용하면 정렬막은 불필요하다.

광도전체(10a)는 투과율이 높은 광도전체 이외의 다른 어떤 재료로도 형성될 수 있고, 또는 증기 증착법, 스퍼터링법, CVD법, 브러시를 이용한 코팅법, 승화법, 기상 코팅법 등에 의해 광도전성 박막을 저렴한 유리등의 판 표면을 피복하여 형성할 수 있다. 광도전성 박막으로는 CVD, 광도전성 폴리이미드 막, 구리 프탈로시아닌 막 등으로 형성된 비정질 SiC막도 좋다. 에이. 다끼모또, 에이치. 와께모또, 이. 다나까, 엠. 와타나베, 에이치. 오가와 등에 의해 제이. 포토필름, 과학 기술. 3(1990)[J. Photopolym. Sci. Techno. 3(1990)]의 제73면에서 설명된 재료를, 광도전성 폴리이미드 막으로 사용해도 좋다.

그외에, 후막 형태로는 불투명하나, 박막 형태로는 투명한 광도전재를 사용할 수도 있다. 광도전체용의 다른 재료로 가시 광선에 유용한 CdS, Se, GaAs, CdSe와, 적외선에 유용한 InGaAs, PbS, InSb, HgCdTe, PbTe, PbSe가 있다. PbSnTe, InGaAs, HgCdTe 등을 사용하면, 조성에 따라 스펙트럼 감도를 변화시킬 수 있다.

제4실시예에 따른 광투과율 조정 장치에는 소스 전극이 없기 때문에, 입사광이 소스 전극에 의해 차광되지 않는다. 투명한 광도전체(10a)도 입사광을 차광하지 못한다. 주변 밀봉부, 외부 전원 등과의 접속부, 및 구동 IC를 장착한 부분을 제외하고, 기판(1,10) 전체가 광투과율 조정 기능을 가질 수 있다. 그 외에, 화소 전극과 그에 상당하는 부분이 없기 때문에, 제1 및 제2실시예에서와 같이 이러한 소자의 크기에 의한 해상도의 제한이 없다. 소스 전극과 화소 전극을 제거하면, 박막으로 적층하는 공정 단계에서 생기는 높은 단가와 저생산성 문제를 해결할 수 있다.

본 발명에 따른 광투과율 조정 장치에 따르면, 전극에 인가되는 전압 레벨을 조정하여 광투과율을 제어할 수 있다. 이러한 구조이기 때문에, 화상 데이타를 2진 코드로 쉽게 변환할 수 있다. 이러한 특성으로 인해, 본 발명에 따른 광투과율 조정 장치를 이용해 화상 처리 장치 등을 실현할 수 있다.

응용예

포지티브 유전 이방성을 갖는 액정을 포함하는 광투과율 조정 장치의 응용예를 설명하면 다음과 같다.

(직시형 액정 표시 장치)

직시형 액정 표시 장치에서, 콘트라스트 비가 낮으면 백색 화상이 자주 생긴다. 제6도는 듀티비 1/50의 단순 매트릭스 액정 표시장치(21)에 결합되는 본 발명에 따른 광투과율 조정 장치(20)를 개념으로 도시한다. 제6도에 따라 복합 기능들을 설명하면 다음과 같다.

표시면 후방에 배치된 백하이트 등의 광원에서 방출된 조명광은 액정 표시 장치(21)의 표시면에 직각으로 조준된다. 조명광은 편광판(22)에 의해 선형으로 편광된다. 액정 표시 장치(21)에서 포지티브 유전 이방성을 갖는 트위스티드 네마틱 액정을 사용하기 때문에, 액정 표시 장치(21)에 입사되는 조명광은 전압이 인가된 화소 전극을 통과하는 동안, 표시면에 수직으로 편광된채 유지되고, 전압이 인가되지 않은 화소 전극을 통과할 때 편광면이 90°까지 회전한다.

액정 표시 장치(21)와 광투과율 조정 장치(20) 사이에 편광판(23)을 배치한다. 이 편광판(23)의 편광 방향(C)은 편광판(22)의 편광 방향(B)에 대해 수직이다. 전압이 인가된 화소 전극을 통과한 조명광은 편광판(23)에 의해 차광되어, 얻어진 화상의 흑색 영역을 형성하고, 전압이 인가되지 않은 화소 전극을 통과한 조명광은 편광판(23)을 투과하여, 얻어진 화상의 백색 영역을 형성한다.

광투과율 조정 장치(20)는 포티지브 유전 이방성을 갖는 블랙 게스트-호스트 액정과, 편광판(23)의 편광방향(C)에 평행한 정렬 방향(D)을 갖도록 처리된 정렬막들을 포함한다. 편광판(23)을 통과한 조명광은 광투과율 조정 장치(20)에 입사된다. 큰 광량이 입사되는 광도전체 부분에서는, 저항이 낮기 때문에 전압이 액정에 인가된다. 그 결과, 액정의 정렬 상태가 변화하여, 빛을 투과시킨다. 반면에, 적은 광량이 입사되는 광도전체 부분에서는 액정에 전압이 인가되지 않는다. 그 결과, 액정의 정렬 상태가 그대로 유지되어 광을 차단한다. 따라서, 화상의 콘트라스트 비가 증가한다.

측정된 결과에 따르면, 액정 표시 장치(21)를 통해 얻어진 화상의 콘트라스트 비가 광투과율 조정 장치(20)와 결합하지 않았을 때는 5정도였고, 광투과율 조정 장치(20)와 결합했을 때는 약 25였다.

본 발명에 따른 광투과율 조정 장치는 박막 트랜시스터나 박막 다이오드 등의 액티브 매트릭스 액정 표시 장치와, 플라즈마 표시 장치, EL 표시 장치, LED 표시 장치 및 CRT 등 뿐만 아니라, 듀티비 1/50인 단순 매트릭스 액정 표시 장치에도 이용될 수 있다.

(투사형 액정 표시 장치)

오늘날 고화질 TV 등의 분야에서는 대형 평면 표시 능력 때문에 투사형 액정 표시 장치에 관심이 집중되고 있다. 일반적으로 투과형인 투사 액정 표시 장치는 가능한한 콤팩트한 것이 바람직하다. 콤팩트 액정 표시 장치의 문제점은 화소 면적이 작아, 표시 면적에 대한 총 화소 면적의 비가 낮다는데 있다. 그 결과, 화사이 어두워진다. 반사형 액정 표시 장치의 이점은 화소 면적이 넓어, 상술한 비가 크다는는 데 있다. 그 결과, 화상이 밝아진다. 그러나, 반사형 액정 표시 장치에서는 얻어진 호상의 콘트라스트 비는 유리 표면에서의 빛의 반사 때문에 감소된다. 이러한 이유로, 반사형 투사 액정 표시 장치는 아직 실용화되지 못했다.

본 발명의 광투과율 조정 장치를 반사형 투사 액정 표시 장치에 결합하면, 낮은 콘트라스트 비 문제를 해결할 수 있고, 따라서 이러한 장치의 실용화가 가능하다. 본 발명에 따른 광투과율 조정 장치는 또한 투과형의 투사 액정 표시 장치에 결합될때, 얻어진 화상의 콘트라스트 비를 높이는데 크게 기여 한다.

본 발명에 따른 트위스티드 네마틱 액정을 사용하는 광투과율 조정 장치에 결합된 투사 액정 표시 장치에 관해 제7도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

광원(31)에서 나온 조명광을 3개의 분색경(32,33,34)에 의해 청색, 녹색 및 적색의 3가지 색상 성분으로 분리한다. 이광성분은 편광 빔분할기(35,36,37)에 의해 선형으로 편광된 다음, 반사형 액정 표시 장치(38,39,40)로 입사된다. 액정 표시 장치(38,39,40)에서, 화상 데이타에 대응하는 전압이 화소에 인가되어, 액정의 정렬 상태를 변화시킨다. 광성분의 편광면은 상술한 정렬 상태의 변화에 따라 회전하여, 편광 빔 분할기(35,36,37)를 통해 투과된 광성분의 양을 제거한다. 따라서, 표시 화상이 얻어진다. 편광 빔 분할기(35,36,37)와 투사 렌즈(41,42,43) 사이에 광투과율 조정 장치(20)를 배치하면, 얻어진 화상의 콘트라스트 비가 증가된다. 측정된 결과에 따르면, 광투과율 조정 장치(20)을 사용하지 않을때, 화상 콘트라스트 비가 15였고, 광투과율 조정장치(20)를 사용할때, 콘트라스트 비는 75로서, 선명한 화상을 얻을 수 있었다.

화상의 콘트라스트 비를 제어할 수만 있으면, 광투과율 조정 장치(20)를 편광 빔 분할기(35,36,37)와 투사 렌즈(41,42,43)사이가 아닌 다른 위치에 배치해도 좋다. 예를 들면, 제8도에 도시된 바와 같이, 편광 빔 분할기(35,36,37)와 액정 표시 장치(38,39,40)사이나, 제9도에 도시된 바와 같이 투사 렌즈(41,42,43) 전방에 광투과율 조정 장치(20)를 배치해도 좋다.

(컬러판 제조 장치)

컬러판 제조 장치에서는, 원 화상을 선명히 재생하는 것이 필수적이다. 원 화상의 콘트라스트 비가 너무 낮으면, 화상 처리 기술 이외에 콘트라스트 비를 증가시키는 다른 방법이 없다. 화상 처리 기술을 이용하면 컴퓨터를 이용하기 때문에 비용이 많이 들고, 특수한 컴퓨터 작동 지식이 필요하다.

본 발명에 따른 광투과율 조정 장치를 화상 처리 기술 등을 이용하여 콘트라스트 비의 조정 기능이 없는 컬러판 제조 장치에 결합하면, 콘트라스트 비의 조정을 용이하고 저렴하게 실현할 수 있다. 제10도는 본 발명에 따른 광투과율 조정 장치를 결합한 컬러판 제조 장치를 도시한 것이다. 제10도에 따라, 컬러판 제조 장치의 기능을 설명하면 다음과 같다.

광원으로서의 할로겐 램프(51)에서 나온 백색광은 집광 렌즈(52)에 의해 집광되어 문서 실린더(53)에 부착된 문서(54)의 화상을 판독한다. 이어서, 백색광은 픽업 랜즈(55), 반사경(56), 반투경(57), 분색경(58,59), 다른 반사경(60), 및 색채 필터(61 내지 64)에 의해 적색, 청색 및 녹색의 3개 성분으로 분리된다. 이러한 3개의 광성분은 광전관(65~68)에 의해 전기 신호로 변환되어 판제조 데이타로서 제어 장치(69)로 전송된다. 본 발명에 따른 광투과율 조정 장치(20)를 방사경(56)과 반투경(57) 사이에 배치하면, 빛이 3개의 광성분으로 분리되기 전에, 형성되는 화상의 콘트라스트 비를 조정할 수 있다.

실험에 의하면, 콘트라스트 비가 낮은 화상으로부터 보기 쉬운 선명한 화상을 얻을 수 있음이 확인되었다. 이런 효과는 사진 등에 특히 현저하다.

광투과율 조정 장치(20)는 화상의 콘트라스트 비가 증대될 수 있는한, 반사경(56)과 반투경(57) 사이외의 다른 위치에 제공될 수 있다. 예컨대, 상기 광투과율 조정 장치(20)는 제11도에 도시한 바와 같이 픽업렌즈(55)와 반사경(56) 사이에 제공될 수 있다. 광투과율 조정 장치(20)는 제12도에 도시한 바와 같이, 반투경(57), 분색경(58,59), 반사경(60) 및 컬러 필터(61-64), 또는 제13도에 도시한 바와 같이 컬러 필터(61~64)와 광전광(phototube : 65-68) 사이에 소정 수로 제공되는 경우, 콘트라스트 비가 적, 청 및 녹색 등의 각각에 대해 조정될 수 있다. 따라서, 원 문서의 화상에 따라 컬러가 재현될 수 있다.

(컬러 복사 장치)

컬러 복사 장치에서는 화상의 콘트라스트 비가 높아질 때, 하프 톤의 재생이 어렵게 된다. 사진과 같은 하프 톤 영역을 갖는 화상은 종종 과도한 콘트라스트 비를 갖는 화상으로 재생된다. 콘트라스트 비가 낮을 때는, 노이즈에 의한 검은 점들로 인해 불명료한 화상이 얻어진다. 따라서, 콘트라스트 비를 최적으로 조정하는 것이 필수적이다. 제14도는 본 발명에 따른 광투과율 조정 장치를 채용한 컬러 복사 장치를 도시한다.

컬러 화상을 판독하는 데는 3가지 주요 방법이 있다. 제1방법에 있어서, 백색 광원으로부터의 광은 컬러필터에 의해 적, 녹 및 청의 3가지 광성분으로 분리된다. 제2방법에 있어서는 3색상의 파장을 갖는 광성분을 방출하기 위한 조명 램프가 제공된다. 제3방법에 있어서는, CCD의 표면에 컬러 필터가 부착된다. 제14도에 있어서, 3색상들 각각에 대한 조명 램프(71-73)가 제공된다. 적, 녹, 청의 광성분이 순차적으로 방출되고, 그 반사광 성분은 CCD(74)에 의해 순차적으로 판독된다. CCD(74)의 한 표면에 광투과율 조정 장치(20)를 채용함으로써, 얻어진 화상의 콘트라스트 비가 각각의 컬러에 대해 조정된다. 이 효과로 콘트라스트 비가 조정시 각 컬러의 재생도에 대한 중요성을 인식할 수 있고, 원 화상의 컬러를 의도적으로 변경시키는 것이 가능하게 된다.

콘트라스트 비를 높여서 컬러 복사 장치에서 현명한 화상을 얻으려면, 광투과율 조정 장치에 포지티브 유전 이방성을 갖는 액정을 이용한다. 컬러 복사 장치에 네거티브 유전 이방성을 갖는 액정을 사용할 수 있는데, 이 경우에는 하프-톤 화상을 얻을 수 있다. 어떤 형태의 액정을 이용해야 할 것인가는 복사될 원 화상의 화질에 따라 결정된다.

(컬러 팩시밀리 장치)

팩시밀리 장치의 경우, 낮은 콘트라스트 비를 갖는 화상은 종종 노이즈에 의한 불명료한 화상으로 재생된다. 용이하게 수신되는 신호를 발생시키기 위해, 화상을 전송하기 전에 화상의 콘트라스트 비를 조정할 필요가 있다. 컬러 팩시밀리 장치에서는 화상 데이타를 갖는 광이 3개의 광성분으로 분리되기 때문에, 콘트라스트 비 조정이 특히 어렵다. 따라서, 명료한 화상을 보대기가 매우 어렵다. 제15도는 본 발명에 따른 광투과율 조정 장치(20)를 채용한 컬러 팩시밀리 장치를 도시한다.

적, 녹, 청의 광성분은 광원(82)으로부터 순차적으로 방출되고, 문서(83)에서 반사된 광성분이 렌즈(84)를 통해 센서로서 CCD(81)에 의해 순차적으로 판독된다. CCD(81)의 표면에 광투과율 조정 장치(20)를 부착함으로써, 각 색상에 대한 화상 데이타를 적절한 레벨의 신호로 변환할 수 있게 된다. 따라서, 명료한 화상이 전송될 수 있다.

광투과율 조정 장치(20)는 화상의 콘트라스트 비가 조정될 수 있는 한, CCD(8 1) 표면 이외의 다른 위치에 제공될 수 있다. 예컨대, 상기 광투과율 조정 장치(20)는 문서(83)와 렌즈(84) 사이에 제공될 수 있다.

네가티브 유전 이방성을 갖는 광투과율 조정 장치의 실례를 이하에 설명한다.

카메라와 같은 광학 장치나 비디오 카메라와 같은 영상 장치에 있어서, 입사 광량은 부분적으로 커지고, 얻어진 화상의 대응 영역은 백색이다. 백라이트 보상을 수행할 필요가 있으나, 보상 처리는 상술한 바와 같은 문제가 있다.

광투과율 조정 장치를 상기 장치에 결합함으로써, 콘트라스트 비는 다음과 같이 조정될 수 있다. 백라이트를 수신하는 영역과 같이 과도한 입사 광량을 수신하는 영역에는 소량이 광이 투과된다. 이 광은 다른 영역을 통과하듯이 투과된다. 따라서, CCD 평면, 감광성막 등에는 백색 영역이 형성되지 않는다. 자동적으로 조정이 수행되기 때문에, 특별한 숙련이나 기술이 불필요하다. 이에 따라, 카메라 또는 비디오 카메라에 있어서, 자동 백라이트 보상시의 고유 문제가 해소될 수 있다.

본 발명에 따른 광투과율 조정 장치는 비디오 카메라의 CCD표면에 부착된다. 이에 따라, 여분의 광량이 백라이트를 수신하는 화상의 영역에서만 차단되어 자연스런 화상이 얻어진다. 상기 조정은 백라이트를 수신하는 영역의 크기나 위치에 관계없이 일정한 레벨로 수행된다. 그 결과, 종래 장치에서와 같이, 백라이트 영역의 유무에 따라, 화상의 휘도가 전체적으로 변화되지 않게 된다. 백라이트 영역의 크기에 의해 야기되는 불완전한 조정 문제가 해결된다. 이러한 광투과율 조정 장치는 그 높은 응답으로 인해, 광량을 신속하게 변화시킬 수 있다.

본 발명의 광투과율 조정 장치는 카메라의 경우, 렌즈계에 있어서 카메라와 필름 사이, 및 비디오 카메라의 경우, 렌즈계에 있어서 렌즈와 CCD 사이에 제공될 수 있다. 즉, 본 광투과율 조정 장치는 콘트라스트 비의 조정을 위해 어느 위치에도 적절하게 제공될 수 있다.

당업자들은 본 발명의 관점 및 정신을 벗어남이 없이도 다양한 변형이 가능할 것이다. 따라서, 첨부된 특허청구의 범위는 명시된 사항에 한정되는 것은 아니며, 이 특허청구 범위에 명시된 모든 특징적 사항은 그의 대응 균등물을 포괄하여 넓게 해석되어야 할 것이다.

Claims

서로 대향하는 제1기판 및 제2기판 ; 가변 광투과율을 갖는 조정층(adjusting layer) ; 상기 제1기판상에 행과 열로 형성된 복수의 화소 전극 ; 상기 제1기판에 형성된 복수의 소스 전극으로, 각각의 소스 전극은 적어도 하나의 화소 전극에 대응하는 소스 전극 ; 복수의 광도전체로, 각각은 관련 화소 전극을 상기 소스 전극 중 대응하는 하나에 전기적으로 접속하는 광도전체 ; 및 상기 제2기판에 배치된 투명 균일 전극(a transparent uniform electrode) ; 을 포함하고, 상기 조정층은 상기 화소 전극과 상기 균일 전극 사이에 개재되고, 상기 조정층의 상기 광투과율은 상기 화소 전극과 상기 균일 전극 간에 인가된 전압에 따라 가변적이며, 각각의 광도전체는 상기 관련 화소 전극이 상기 대응 소스 전극과 중첩되는 영역 상에 배치되는 광투과율 조정 장치.
제1항에 있어서, 상기 조정층은 액정층을 포함하는 광투과율 조정 장치.
제2항에 있어서, 상기 액정층은 포지티브 유전 이방성을 갖는 액정 재료를 함유하는 광투과율 조정 장치.
제2항에 있어서, 상기 액정층은 네가티브 유전 이방성을 갖는 액정 재료를 함유하는 광투과율 조정 장치.
제1항에 있어서, 상기 제2기판은 상기 소스 전극과 정렬된 복수의 차광 부재를 더 포함하는 광투과율 조정 장치.
제1항에 있어서, 상기 조정층과 상기 기판 사이에 각각 형성된 정렬층(alignment layers)을 더 포함하는 광투과율 조정 장치.
제1항에 있어서, 상기 광도전체는 상기 소스 전극보다 그 폭이 더 좁은 광투과율 조정 장치.
제1항에 있어서, 광이 입사되어 상기 광도전체를 향해 상기 제2기판을 가로 질러 이동하는 광투과율 조정 장치.