KR100402193B1 - 액정디스플레이장치및이를포함한장치 - Google Patents

Abstract

밝은 배경 상에 어두운 문자들을 디스플레이할 수 있는 액정 디스플레이 장치(10), 예를 들어 PDCL 재료와 같은 LC 매체(20)를 갖는 페이퍼 백색형 디스플레이는 한 측면 상에 입사한 주변 광이 관찰자를 향해 후방 산란되는 상태와 입사한 가시 광이 매체를 통해 다른 면의 광 흡수기로 전달되는 상태 사이에서 스위칭 가능하며, 그래서 관찰자가 어두운 디스플레이를 지각하며, 광기전 구조(25)는 액정 매체에 전달된 가시 광에 응답하여 출력 전압을 발생하기 위해 광 흡수기로서 사용된다. 이러한 휴대용 컴퓨터 등과 같은 장비에서, 발생된 전력을 배터리 전원(45)을 보충하는데 이용될 수 있다.

Description

액정 디스플레이 장치 및 이를 포함한 장치{Liquid crystal display device and apparatus including such}

이러한 디스플레이 장치, 특히 소위 페이퍼 화이트 디스플레이 장치(paper white display device)의 예가 PCT WO 94/04958에 기술되어 있다. 이 디스플레이 장치에서 액정 매체는 광학적으로 등방성이고, 투명한, 폴리머 매트릭스(polymer matrix)에서 마이크로드랍플릿(microdroplet)들을 형성하는 액정 혼합물을 포함하는 폴리머 분산 액정(polymer dispersed liquid crystal:PDLC) 막으로 구성된다. PDLC 막에서, 액정 혼합물의 한 반사율은 액정 마이크로드랍플릿들을 포함하는 큐어드 폴리머 매트릭스(cured polymeric matrix)의 반사율과 대략 동일하게 선택되며, 큐어드 퓨어 폴리머(cured pure polymer)의 반사율과는 상이하다. 이 막의 반대 측면들 상의 전극들에 어떠한 전압도 인가되지 않는 언에너자이즈드, 오프 상태에서, 마이크로드랍플릿들의 액정 분자들은 왜곡된 얼라인먼트를 채택하고, 그 위의 입사 가시 광은 상기 폴리머와 액정 위상들간의 위상 경계에서 후방 산란된다. 그러므로, 입사 광은 효과적으로 막이 그 측면 상의 관찰자에게 주변 광의 아래에 백색 현상(white appearance)을 나타내도록 입사 광의 통상의 방향(general direction)으로 반사된다. 전극들에 전압이 인가되는 에너자이징, 온 상태이면, 마이크로드랍플릿들의 액정 분자들은 필드에 평행하고 광의 E 벡터에 수직이 되도록 배열되며, 막은 그 막에 일반적으로 수직으로 입사하는 빛에 대해 광학적으로 등방성의 매체가 된다. 따라서 액정 매체는 투명하게 되고, 입사 광은 그 막을 통해 전달되고, 그 다음 그 막의 다른 후면에 빛을 흡수하는 흑색 뒷판에 의해 흡수된다. 관찰자에게는 디스플레이 장치가 어둡게 보인다. 이 방식으로, 디스플레이 장치는 예를 들어 행 및 열 매트릭스와 같은, 개별적으로 에너자이징 가능한 디스플레이 소자들의 어레이들을 포함하며, 그 디스플레이 장치는 종래의 백색 배경 상에 흑색으로 프린트된 페이지(black-on-white printed page)보다 오히려 백색 배경 상에 어두운, 특히 흑색 문자들 또는 그래픽 정보로 이루어진 디스플레이 출력을 제공할 수 있다. 디스플레이 현상 외에, 이러한 장치는 통상의 전달(transmissive) 및 반사 T.N. 타입의 LC 디스플레이 장치들과 달리, 어떠한 편광자(polariser)들도 요구되지 않으며, 전달 장치들과 달리, 배터리 전력을 필요로 하는 특히 노트북 컴퓨터들과 같은 휴대용 장비에서 사용하는데 적합한 디스플레이 장치를 만드는 전용 백라이트(back-light)(그 장치에서 보통 요구되는 백 라이트의 전력 소비는 상당하다)도 필요하지 않다는 사실을 포함하는 다수의 이점들을 갖는다.

이 종류의 디스플레이 장치는 넓은 영역의 디스플레이 장치로서 편리하게 생산될 수 있다. 또한 마이크로캡슐화된 NCAP 디스플레이 장치들로서 때때로 불리기도 하는, 넓은 영역의 PDLC 디스플레이 장치들은 옥외 디스플레이 보드들로서 이용될 수 있음이 제안되었다. 컴퓨터 디스플레이들과 같은 보다 소형의 디스플레이 애플리케이션들을 위해, 디스플레이 장치는 개별적으로 작동 가능한 디스플레이 소자들의 매트릭스 어레이를 포함할 수 있다. 그 어레이는 각 디스플레이 소자가 연관된 스위치 장치를 통해 구동되는 액티브 매트릭스 어드레스된 타입이거나 간단한 수동 매트릭스 타입일 수 있다.

흑색 뒷판과 함께 폴리머 분산된 타입의 LC 매체를 이용한 또 다른 백색 배경 상의 흑색 디스플레이 장치는 J. L. West 등에 의해 SID 94 Digest 페이지 608~610에서 출판된 "Polymer-Stabilised Cholesteric Texture Materials for Black-on-White Displays"란 제목으로 논문에 기술되어 있다. 이 디스플레이 장치에서, 상기 디스플레이 소자들은 고반사와 투명 상태들 사이에서 유사하게 스위칭할 수 있다. PSCT 액정 재료는 쌍안정(bistability)을 제공하고, 상기 디스플레이 소자들은 전압 펄스들의 애플리케이션에 의해 2개의 안정한 상태들 사이에서 스위칭된다.

본 발명은 액정 매체층, 에너자이징 전압들이 인가되는 매체층의 반대 측면들 상에 배치된 전극 세트들로서, 액정 매체는 적어도 그 층의 전면(front side)에서 입사된 가시 광이 후방 산란(back-scattered)되는 제 1 상태와 상기 입사된 광이 액정 매체를 통해 후면(rear side)으로 전달되는 제 2 상태간에 스위칭 가능한, 상기 전극 세트들과, 상기 액정 매체층을 통해 전달된 입사된 가시 광을 흡수하기 위해 액정 매체층의 후면에 배치된 광 흡수기를 포함하는 액정 디스플레이 장치에 관한 것이다. 본 발명은 또한 디스플레이 장치를 포함한 장치에 관한 것이다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 디스플레이 장치들의 2개의 실시예들의 개략적 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 디스플레이 장치를 포함하는 컴퓨터 시스템의 개략적 블록도.

그 도면들은 단지 개략적이며 실제 비율로 그려진 것이 아님을 알아야 한다. 특히 층들의 두께와 같이 임의의 치수들은 확대되었을 수도 있으며, 반면 다른 부분들은 축소되었을 수도 있다. 동일 참고 번호들은 도면들에서 동일하거나 유사한부분들을 나타내는데 사용된다.

액정 디스플레이 장치가 이용되는 장비에 보다 높은 기능성을 제공할 수 있는 개선된 액정 디스플레이 장치를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.

본 발명의 제 1 양태에 따라, 광 흡수기가 액정 매체를 통해 거기에 전달된 가시 광에 응답하여 출력 전압을 생성하기 위해 광기전(photovoltaic) 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 서두에 기술된 종류의 액정 디스플레이 장치가 제공된다.

그 디스플레이 장치는 또한 이러한 디스플레이 장치에 요구되는 흡수기 층이 부가적인 기능성을 제공한다는 이점을 가지며, 예를 들어 백색 페이퍼 디스플레이를 생성할 수 있다. 빛을 흡수하는 광기전 구조는 디스플레이 목적을 위해 디스플레이 매체를 통해 전달된 빛을 흡수하는 기능과 전력으로의 변환을 통해 태양 전지의 방식으로 흡수된 빛을 이용하는 기능을 제공한다. 그 광기전 구조에 의해 생성된 전력은, 예를 들어, 디스플레이 장치의 구동 회로용 전원을 보충하는데 유리하게 이용될 수 있다. 예를 들어, 노트북 컴퓨터들이나 개인 휴대 정보 단말기(personal digital assistant)들과 같은 휴대용 장비에 이용될 때, 본 발명은 상기에 기술된 것 외에, 전력 절감 특징들과 관련하여 또 다른 개선을 제공한다.

본 발명의 제 2 양태에 따라, 본 발명의 제 1 양태에 따른 디스플레이 장치를 포함하는 예를 들어, 휴대용 컴퓨터 등의 전자 장치와 광기전 구조의 출력이 공급되는 장치의 구성 요소들에 전력을 공급하기 위한 전력 축적 수단(power storage mean)이 제공된다. 그 전력 축적 수단은 디스플레이 장치의 구동 회로 및/또는 그 장치의 다른 전력 소비 요소들에 전력을 공급하는데 이용될 수 있다. 휴대용 컴퓨터에서, 예를 들어, 그 전력 축적 수단은 또한 프로세서 및 다른 연관된 전자 회로들뿐만 아니라 디스크 드라이브 또는 RAM 메모리와 같은 구성 요소들에 전력을 공급하는데 사용될 수도 있다. 그 광기전 구조로부터의 출력은 그 구성 요소들 중 몇몇에 전력을 공급하기 위해 배터리 소스로부터 전력을 보충하거나, 그 배터리 소스가 재충전 가능한 배터리 소스를 포함하는 경우 그 소스를 재충전하는데 사용될 수 있다.

옥외용 디스플레이 보드들과 같은 다른 애플리케이션들에 사용될 때, 그 디스플레이 장치 내에서 전력을 생성하는 능력은 예를 들어 메인 공급선들이 이용될 수 없는 종래의 전원들에 특히 유리하다.

휴대용 계산기 등과 같은 휴대용 장치에 함께 전력 생성 태양 전지 및 디스플레이 장치가 제공되는 것이 공지되어 있다. 이 공지된 장치들에서, 그 태양 전지들 및 디스플레이 장치들은 통상적으로 서로 물리적으로 분리되어 있다. 그러나, 이 공지된 장치들과 달리, 본 발명은 디스플레이 및 태양 전지 구성 요소들에 대한 설계 분리 영역들을 상기 장치에 제공하기 위한 필요성을 제거함으로써 상당히 간단한 장치를 제공함과 동시에 유사한 전력 생성 능력들을 가능하게 한다.

태양 전지가 반사 작동 모드에서 디스플레이 출력을 생성하는 LC 디스플레이 뒤에 배치되는 휴대용 계산기가 PCT WO 94/10668에 기술되어 있다. 디스플레이의 후면에 통상의 반사층은 디스플레이 목적을 위해 가시 광을 반사하고 디스플레이 출력에서의 일부를 태양 전지로 보내지 않는, 비가시 방사, 예를 들어, IR을 전달하는 필터/반사기 층으로 대체된다.

전용 데이타 그래픽 부호들 또는 지시자들과 같은, 간단한 디스플레이 목적을 위해, 디스플레이 장치는 특정 디스플레이 정보를 제공하기 위해 구동 전극들을 적절하게 형성(shaping)함으로써 소정의 문자들, 심볼들 등의 범위를 디스플레이하도록 공지된 방식으로 배열될 수 있다. 그러나, 컴퓨터 스크린에 요구되는 것과 같은 보다 큰 유연성(flexibility)을 위해, 예를 들어, 디스플레이 장치는 통상적으로 교차(crossing) 행 및 열 어드레스 컨덕터들의 세트들을 통해 구동되는, 공지된 매트릭스 LC 디스플레이 패널들에서의 행들 및 열들에서 디스플레이 소자들의 매트릭스 어레이를 포함한다. 이러한 장치는 수동적으로 어드레스될 수 있으며 또는 각 디스플레이 소자 위치에서 예를 들어, 박막 다이오드와 같은 TFT 또는 2 단자 비선형 장치의 스위치 장치를 제공함으로써 능동적으로 어드레스될 수 있다.

그 광기전 구조는 바람직하게 그 광 수집 영역(light collection area)을 극대화하기 위해 장치의 디스플레이 영역에 걸쳐 연장하는 연속적인 구조로서 제공된다. 이는 또한 광 흡수 특성이 전체 디스플레이 영역에 걸쳐 일정하도록 보장한다.

그 광기전 구조는 바람직하게 비록 예를 들어 태양 전지들의 분야에서 공지되고 가시 광의 적절한 흡수기로서 기능할 수 있고 그것에 의한 전력을 생성할 수 있는 다른 구조들이 사용될 수 있다 하더라도, 광 다이오드, 예를 들어 비정질 실리콘 p-i-n 광 다이오드를 포함한다.

광기전 구조의 특성에 따라, 몇몇 구조들의 광 흡수는 전용의 통상적인 흑색 흡수기로서 가시 스펙트럼에 두루 효과적이지 못하지만 그럼에도 불구하고, 아마도 약간 채색이 되어 있는, 적당히 어둡고 충분히 대조적인 디스플레이 효과가 얻어질 수 있다. 광기전 구조는 광 흡수를 증가시키고 및 반사를 감소시키기 위해 기술상공지된 수단을 포함할 수 있다.

입사 광이 후방 산란되거나 반사되는 상태와 입사 광이 그것을 통해서 전달되는 상태 사이에서 스위칭될 수 있는 다른 종류들의 액정 매체가 사용될 수 있다 하더라도, 액정 매체는 PDLC 매체인 것이 바람직하다.

그 장치는 제어 수단을 포함할 수 있으며, 그 제어 수단은 디스플레이 장치의 디스플레이 영역의 적어도 실질적인 부분을 예를 들어 어떤 동작 조건들에 응답하여 그 제어 수단에 의해 결정된 선택된 시간들에서 제 2, 전달, 상태로 설정하도록 배열된다. 예를 들어, 휴대용 컴퓨터의 경우, 그 제어 수단은 화면 보호기(screen saver)의 방식으로 활성화(activity)를 감시할 수 있고, 디스플레이 소자들을 비활성화(inactivity) 기간 동안 그 제 2 상태로 설정할 수 있다.

본 발명에 따라, 디스플레이 장치들 및 이러한 장치들을 포함하는 전자 장치들의 실시예들이 이제 첨부된 도면들을 참조하여 예로써 기술되어질 것이다.

도 1 및 도 2의 LC 디스플레이 장치들의 실시예들은 각각 예를 들어 휴대용 컴퓨터 시스템 또는 개인 휴대 정보 단말기(PDA; personal digital assistant)에서 데이타 그래픽 정보의 디스플레이를 위해 디스플레이 화면으로서 사용하는데 적절한 화소들의 행들 및 열들의 좌표 시스템(coordinate system)을 규정하는 디스플레이 소자들의 매트릭스 어레이를 갖는 종류이다.

도 1을 참조하면, 디스플레이 장치(10)는 유리 또는 플라스틱 재료로 된 제 1 및 제 2 이격된 투명 기판들(12 및 14)을 포함하며, 그 투명 기판들은 내부 표면들에 마주한 그 기판들 상에 ITO와 같은 투명 도전 재료의 행 및 열 도전체들(16 및 18)의 세트들을 가지며, 그 도전체들은 개개의 디스플레이 소자들(17)의 행 및 열 어레이를 그 교차부에서 규정한다. 그 기판들(12, 14)간의 갭은 광학적으로 등방성이고, 투명한 폴리머 매트릭스에 분산된 마이크로드랍플릿을 형성하는 액정 혼합물을 포함하는 PDLC 막(20)으로 채워진다. 적합한 PDLC 막들 및 그 제조와 동작예들이 참조로 제시된 PCT WO 94/04958에 기술되어 있으며, 이 관점에서 그 명세서가 참고로 본원에 포함되어 있다. 상술된 명세서에 기술된 바와 같이 LC 및 폴리머 재료들의 적절한 선택, 그들의 반사율, 및 드랍플릿 크기와 막 두께와 같은 변수들로, 상기 PDLC 막이 소위 페이퍼 백색(paper white) 디스플레이 출력을 생성하기 위한 디스플레이 장치에 이용될 수 있다.

이 관점에서 PDLC 막(20)의 동작이 간단히 기술되어질 것이다. 상기 막에서LC 혼합물의 반사율들 중 하나는 폴리머 매트릭스 재료의 반사율과 근접하게 매치된다. 막의 효과적인 투명도는 전극들(16, 18)을 통해 막 양단에 전압을 인가함으로써 변경될 수 있다. 정지한, 난에너자이즈드(non-energised), 상태에서 마이크로드랍플릿의 액정 분자는 도 1에서 화살표 A로 표시된 주변 가시광으로 되는, 왜곡된, 비평행 얼라인먼트를 채택하며, 그 가시광은 폴리머 및 액정상(liquid crystal phase)들간의 상 경계들에서 효과적으로 반사되고 산란되는 기판(12)을 통해 막 상에 입사된다. 따라서 빛은 화살표 B로 표시된, 입사 광의 통상의 방향으로, 후방 산란되어 입사 광과 동일한 전면의 디스플레이 장치에서 관찰자에게 적당한 정도의 후방 산란으로 PDLC 막이 백색으로 보이게 된다.

도 1에 Vd로 표시된, 구동 전압이 PDLC 막 양단의 선택된 전극들(16, 18)에 인가되는 에너자이즈드(energized) 상태에서, 전극(16)과 전극(18)간의 영역에서 LC 분자들은 전계를 따라 정렬된다. 상기 막은 그 다음 효과적으로 투명하게 되고, 그 막에 일반적으로 수직으로 입사하고, 정렬된 LC 분자들에 일반적으로 평행한 주변 가시 광(A)은 화살표 C로 표시된 바와 같이 그 막을 통해 전달된다. 이 전달된 빛은 투명 전극(18)과 기판(14)을 통과하고 빛이 흡수되는 막의 후면에서 빛을 흡수하는 흑색의 뒷판(25)에 입사된다. 빛이 입사하는 상기 장치의 전면의 관찰자에게, 상기 디스플레이는 흑색으로 보인다.

상기 어레이의 디스플레이 소자들의 선택적인 제어에 의해, 백색이거나 밝은 배경 상의 흑색 또는 어두운 문자들은 예를 들어 백색 페이퍼 상에 흑색 잉크로 프린트된 페이지의 시각적 효과와 비슷하게 디스플레이될 수 있다.

본 발명에 따라, 빛 흡수층(25)은 광기전 구조를 포함한다. 이 구조는 막(20)의 후면에 전달된 입사된 가시 광을 흡수하는 기능과 수신된 빛의 광기전 변환에 의해 전력을 생성하는 기능을 제공한다.

도 1의 실시예에서, 상기 광기전 구조는 종래 형태의 비정질 실리콘 광 다이오드 구조를 포함하며, 그 종래 형태의 비정질 실리콘 광 다이오드 구조는 비정질 실리콘 반도체 층(30)으로 되어 있으며, 그 반도체 층은 그 마주한 표면들 상에 전기적 접촉 층들(32, 34)을 갖는 p-i-n 구조를 제공하도록 도핑된다. 적어도 접촉층(32)은 빛이 그 층(30)에 도달하도록 허용하기 위해 ITO와 같은 광학적으로 투명한 도전 재료로 되어 있다. 또 다른 접촉층(34)은 크롬과 같은 불투명한 금속으로 되어 있다. 예를 들어 태양 전지의 분야에서 공지된 다양한 다른 종류들의 광기전 구조들이 대신 이용될 수도 있다. 관찰자에 의해 지각된 어둠은 이용된 광기전 구조의 가시 스펙트럼에 걸친 광 흡수 효과에 달려있을 것이다. 몇몇 경우들에서, 이는 항상 종래의 흑색 흡수기로 달성되는 것만큼 큰 것은 아니다. 적당히 어둡고 대조적인 디스플레이 효과가 얻어져야 하므로, 이는 약간 채색되어 있을 수 있다.

상기 광기전 구조(25)는 PCT WO 94/04958에 기술된 바와 같이, 종래의 박막 침착과 처리 기술들을 이용하여 절연 지지대(36) 상에 제조되고, 기판(14)으로부터 광학적으로 분리되도록 에어 갭에 의해 기판(14)의 후면으로부터 통상 100㎛ 미만의 작은 거리만큼 떨어져 있다. 상기 광기전 구조(25)는 상술된 명세서에 기술된 바와 같이 다양한 상이한 기술들을 이용하여 막(20)과 이격된 관계로 구성된다. 입사된 가시 광을 흡수하는 상기 구조(25)의 효과는 예를 들어 관찰자쪽으로 후방 반사되는 일부 입사광의 가능성을 감소시키기 위해 그 입력 표면상에 비반사 코팅을 하거나 또는 예를 들어 광 흡수 특성들을 극대화하고 필요한 경우 관찰자에 의해 지각된 "암흑(blackness)"을 증가시키기 위해 상기 구조의 입력면에, 양각되거나 거친 표면 층을 제공하는 태양 전지들의 기술상 공지된 임의의 다른 기술들에 의해 향상될 수 있다.

상기 구조(25)는 대신에 기판(14)에 대해 적당한 두께의 낮은 반사율을 갖는 접착물에 의해 고정될 수 있고, 이 경우 상기 지지대(36)는 불필요하게될 수 있다. 비록 이것이 디스플레이 성능을 떨어뜨리는 결과를 야기하지만, 상기 구조(25)는 아마도 기판(14)의 표면상에 직접 제공될 수도 있다.

다양한 다른 변경들이 가능하다. PDLC 막(20)의 자기 지지(self-supporting) 특성 때문에, 전극들(16, 18)은 막과 제거된 기판들(12, 14)이 마주하는 표면들 상에 제공될 수 있다. 도 2에 도시된 실시예에서, 전극들(18)은 막(20)의 표면상에 직접 침착되는 반면, 기판(12)은 상기 디스플레이 장치에 구조적인 강성(structural rigidity)을 제공하기 위해 유지된다.

도 1 및 도 2의 실시예들에서, 광기전 구조(25)는 디스플레이 소자들(17)의 열 및 행 어레이의 영역에 의해 결정된 바와 같이, 디스플레이 장치의 디스플레이 영역에 걸쳐, 넓은 영역의 광 다이오드 구조로서 연속적이고 완전하게 연장한다. 상기 광기전 구조(25)는 아마도 종래의 광 흡수기에 의해 지지된 나머지 부분을 갖는 디스플레이 영역의 일부분만을 사용할 수 있다. 그러나, 이러한 배열은 광기전구조의 보다 작은 광 집합 영역(light collection area) 때문에 발생된 전력을 보다 작게 할뿐만 아니라 광 흡수 재료들의 상이한 특성들로 인해 디스플레이 영역에 걸쳐 비균일한 암측(blackness)을 생성할 수 있다. 그 구조(25)는 기판(12), 막(20) 및 그 구조 위에 놓여 있는 기판(14)을 통해 전달된 주변 가시 광에 응답하여 도 1에서 Va로 표시된 출력 전압을 제공하는 큰 영역의 태양 전지로서 작용한다.

상기 기술된 바와 같이, PDLC 디스플레이 장치는, 예를 들어 전달 모드에서 동작하는 통상 이용되는 트위스트된 네마틱 LC 디스플레이 장치(twisted nematic LC display device)들과 달리 백 라이트를 필요로 하지 않기 때문에, 노트북 컴퓨터나 PDA와 같은 휴대용 장비에서 특히 유리하다. 따라서, 이러한 장비에서 전원, 전형적으로 재충전 가능한 배터리팩에 대한 수요(demand)는 현저하게 감소하여 연장된 동작 시간들이 얻어진다. 본 발명은 동작시 광기전 구조(25)에 의해 생성된 전력이 이러한 장비에 전원을 보충하는데 이용될 수 있다는 이러한 이점을 더 증가시킨다.

도 3은 상기 디스플레이 장치를 이용한 전자 장치의 예로서 휴대용 컴퓨터의 간단한 도식적인 블록을 도시한다. 전형적인 휴대용 컴퓨터는 디스플레이 장치(10) 외에, 키보드(47)뿐만 아니라, 입/출력 인터페이스 회로(39), 디스플레이 구동 회로(41), RAM 메모리(42), 하드디스크 드라이브(43) 및 플로피 디스크 드라이브(44)와 함께 CPU(40)를 포함한다. 메인 공급과 떨어져 이용될 때, 이 모든 구성요소들은 재충전 가능한 배터리팩을 포함한 전원 유닛(45)에 의해 전력이 공급된다. 디스플레이 장치의 광기전 구조(25)에 의해 생성된 전압은 배터리팩을 재충전시 사용하기 위해 전원 유닛(45)에 공급되거나, 또는 대안적으로 단지 RAM 메모리와 같은 임의의 임계 구성 요소들에 백업 전력을 제공하는 보충적 전력 축적 유닛 (supplementary)(46)에 공급될 수 있다.

광기전 구조(25)에 도달하는 빛의 양은, 주변 광이 그 구조에 도달하도록 허용하는 그 전달/투명 상태에 있는 어레이에서 디스플레이 소자들의 수에 의존한다. 디스플레이 장치를 이용한 컴퓨터나 PDA 시스템들과 같은 장비의 정규 동작에서 흑색 또는 어두운 디스플레이 소자들의 수는 특정 정보, 예를 들어 디스플레이되는 문자들에 따라 변한다. 광기전 구조로부터의 유용한 출력은 많은 상황들에서 얻어질 수 있다. 그러나, 전력 생성 성능을 향상시키기 위해, 상기 시스템이 비활성인, 즉 사용되지 않는 기간들에서, 어레이 또는 적어도 실질적인 부분의 디스플레이 소자들이 보다 많은 빛이 광기전 구조에 도달하도록 허용하기 위해 그 투명 상태에서 구동되게 배열될 수 있으며, 따라서 이 기간들에서 전력 출력이 최대화된다. 이 방식에서 상기 디스플레이 장치의 동작은 시스템 RAM에 기억되고, 예를 들어 특정 시간 기간 동안 컴퓨터 시스템에서 키보드 또는 마우스를 통해 사용자에 의한 또는 예를 들어 컴퓨터 시스템들에서 화면 보호기 소프트웨어가 작동하는 방식과 어느 정도 같은 "흑색" 디스플레이 출력 상태로 디스플레이 장치를 설정하기 위해 비활성 기간들과 같은 임의의 동작 조건들에 대해 장치를 감시하는 임의의 다른 수단에 의해 어떤 입력의 결함에 응답하여 소프트웨어에 의해 제어될 수 있다. 대안적으로, 예를 들어 통상 백색 배경 상에 흑색 텍스트를 디스플레이할 때, 흑색 또는 어두운 디스플레이 소자들의 수가 백색 디스플레이 소자들의 수에 비해 적음을 명심하고, 화면 보호 방식으로 동작하는 소프트웨어를 이용하여, 디스플레이 구동 회로는, 예를 들어, 특정 시간 주기에 걸친 임의의 입력 부족 등의, 상기 장치의 비활성의 결과로, 디스플레이 장치를, 흑색 또는 어두운 배경 상에 백색 문자가 디스플레이되면서 사용자는 여전히 디스플레이된 정보를 이용할 수 있다는 장점을 갖는 역 디스플레이 모드로 전환할 수 있다.

물론, 쌍안정을 나타내는 종류로 된, 즉, 이후에 유지 전압들을 인가할 필요없이 인가된 전압에 의해 구동되는 전달 또는 반사 상태에서 어느 한 상태가 존속하는 LC 매체가 사용되는 경우, 디스플레이 소자는 비사용 기간들 동안 단순히 그 전달 상태로 남아 있을 수 있다.

상기 디스플레이 장치는 다른 종류의 장비, 예를 들어, 정보 부호들에 이용될 수 있으며, 이 경우에 간단한 제어 유닛은 디스플레이 소자 어레이를 일정한 간격들에서 소정의 주기들에 대해 "흑색" 또는 역 디스플레이 출력으로 설정되도록 배열될 수 있다.

비록 상기 기술된 디스플레이 장치들의 실시예들에서 간단한 수동 어드레스된 종류의 디스플레이 소자 어레이가 기술되었지만, 각 스위칭 소자 예를 들어, 공지된 방식에서 TFT 또는 박막 다이오드를 통해 각 디스플레이 소자가 구동되는데 액티브 매트릭스 어드레스된 어레이들이 또한 이용될 수 있음을 인식할 것이다.

상기 디스플레이 장치가 디스플레이 소자들의 행 및 열 어레이를 포함할 필요는 없지만, 대신 부호들 및 지시자들과 같이 전용 디스플레이 목적을 위해 디스플레이 장치들의 경우에, 예를 들어, 소정의 문자들이나 심볼들, 7개의 세그먼트 알파-뉴메릭 문자 구성들 등의 형태로, 상이한 디스플레이 소자 형상들을 규정하는 다른 전극 구성들을 포함할 수 있다.

비록 상기 기술된 실시예들에서 특히 페이퍼 백색 디스플레이들이 참조되었다 하더라도, 백색 출력보다 오히려 컬러가 PDLC 막에 염료 재료를 포함하는 대신 얻어질 수 있음이 인식되어질 것이다. 또한, 상기 디스플레이 소자들은 그레이 스케일 출력을 제공하기 위해 언급된 2개의 상태들에 개재하는 상태들에서 스위칭 가능하게 될 수 있다. 더구나, 비록 상기 기술된 본 발명의 실시예가 PDLC 재료들을 포함한다 하더라도, 본 발명이 디스플레이 효과를 생성하기 위해 입사 주변 광이 후방 산란되거나 관찰자쪽으로 반사되는 상태와 입사 주변 광이 디스플레이 장치의 후면에서 광 흡수기에 도달하여 그 광 흡수기에 의해 흡수되는 상태 사이에서 스위칭 가능한 다른 종류의 액정 디스플레이들로 사용될 수 있음이 예상된다.

본 명세서를 판독함으로 인해, 다른 변경들이 당업자에게 명백해질 것이다. 이러한 변경들은 본 명세서에 이미 기술된 특징들 대신에 또는 그 특징들에 더하여 이용될 수 있는 디스플레이 장치들의 분야에서 이미 공지된 다른 특징들을 포함할 수 있다.

Claims (6)

1. 디스플레이 영역을 갖는 액정 디스플레이 장치에 있어서,

   상기 디스플레이 영역에 걸쳐 연장하는 액정 매체 층으로서, 상기 매체는 층의 전면으로부터 입사한 가시 광이 후방 산란되는 반사(reflective) 상태와 입사 가시 광이 액정 매체를 통해 층의 후면으로 전달되는 전달(transmissive) 상태를 갖는, 상기 액정 매체층과,

   상기 층의 전면 및 후면 상에 배치된 전극들의 세트들로서, 상기 세트들은 세트들 중 적어도 한 세트에서 전극들 중 선택된 전극들에 소정 전압을 인가함으로 써 전달 상태로 선택적으로 놓일 수 있는 액정 매체의 소정 영역들에 오버랩되며, 상기 소정 영역들은 디스플레이 영역의 주요 부분에 걸쳐 실질적으로 균일하게 분포되고 덮혀 있는, 상기 전극들의 세트들과,

   액정 매체층을 통해 전달된 입사 광을 흡수하기 위해 액정 매체 층의 후면에 배치된 광 흡수기로서, 상기 액정 매체의 소정 영역들을 통해 전달된 모든 가시 광을 실질적으로 수신하기 위해 배치되며 상기 수신된 가시 광에 응답하여 출력 전압을 생성하도록 동작할 수 있는 광기전 구조를 포함하는, 상기 광 흡수기를 포함하는, 디스플레이 영역을 갖는 액정 디스플레이 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 광기전 구조는 광 다이오드 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 액정 매체는 PDLC 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 광기전 구조는 상기 디스플레이 장치의 디스플레이 영역에 대응하는 영역에 걸쳐 연속적인 구조로 연장하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
5. 전자 장치에 있어서,

   제 1 항 또는 제 2 항에 따른 액정 디스플레이 장치와 상기 전자 장치의 구성 요소들에 전력을 공급하기 위한 전력 축적 수단을 포함하며, 광기전 구조의 전기 출력이 상기 전력 축적 수단에 공급되는, 전자 장치.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 전자 장치는 제어 수단에 의해 결정된 시간들에서 상기 디스플레이 장치의 디스플레이 영역의 적어도 실질적인 부분을 상기 제 2 상태로 스위칭하도록 배치되는 제어 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.