KR100640115B1

KR100640115B1 - 표시 시스템

Info

Publication number: KR100640115B1
Application number: KR1020057015053A
Authority: KR
Inventors: 히데끼 우찌다
Original assignee: 샤프 가부시키가이샤
Priority date: 2003-03-14
Filing date: 2004-02-18
Publication date: 2006-11-01
Also published as: US8077276B2; TW200422729A; WO2004081642A1; CN100426080C; US20060203154A1; TWI286245B; JP2004279669A; KR20050102118A; CN1761908A

Abstract

본 발명에 따른 표시 시스템은, 광 반사 상태와 광 투과 상태를 전환하여 나타낼 수 있는 조광 소자(10)와, 조광 소자(10)를 투과한 광 및/또는 조광 소자(10)에 의해 반사된 광을 변조시킴으로써 정보를 표시하는 표시 소자(20)를 구비하고 있다. 조광 소자(10)는, 각각이 독립적으로 광 반사 상태와 광 투과 상태를 전환하여 나타낼 수 있는 복수의 영역을 갖고, 표시 소자(20)에 복수 종류의 정보가 표시되어 있을 때, 표시되어 있는 정보의 종류에 따라 복수의 영역 각각의 광 반사 상태와 광 투과 상태를 선택적으로 전환할 수 있다.

조광 소자, 투과 상태, 광 반사 상태, 표시 소자

Description

표시 시스템{DISPLAY SYSTEM}

본 발명은, 표시 시스템에 관한 것으로, 특히 투과광을 이용한 투과 모드에서의 표시 및 반사광을 이용한 반사 모드에서의 표시의 양방이 가능한 표시 시스템에 관한 것이다.

최근, 모바일용의 전자 기기의 표시 소자로서 반사형의 액정 표시 소자가 널리 이용되고 있다. 반사형의 액정 표시 소자는, 주위광(외광)을 반사함으로써 표시를 행하므로, 저소비 전력성이 우수하고, 또한 옥외에서의 표시에 매우 적합하다.

그러나, 휴대 전화나 PDA(휴대 정보 단말기)는, 옥외부터 옥내까지, 또는 대낮부터 야간까지 매우 넓은 범위에서 사용되므로, 반사형의 액정 표시 소자를 이용하면 주위광이 약한 상황 하에서는 이용할 수 없다. 그 때문에, 주위광의 강약에 관계없이 표시를 행할 수 있는 표시 소자가 요구되고 있다.

이러한 표시 소자로서, 일본 특개평11-316382호 공보에는, 각 화소 내에 광을 반사하는 영역과 광을 투과시키는 영역이 만들어 넣어진 투과 반사 양용형(이하에서는 단순히 「양용형」이라고도 함)의 액정 표시 소자가 제안되고 있다. 이 액정 표시 소자는, 광을 반사하는 영역에서 주위광을 이용한 반사 모드의 표시를 행 하여, 광을 투과시키는 영역에서 백 라이트로부터의 광을 이용한 투과 모드의 표시를 행하므로, 주위광의 강약에 상관없이 표시를 행할 수 있다. 그 때문에, 현재에는, 이러한 양용형의 액정 표시 소자가 휴대 전화에 탑재되어, 널리 이용되고 있다.

그러나, 상기 일본 특개평11-316382호 공보에 제안되어 있는 종래의 양용형 액정 표시 소자에서는, 각 화소를 광의 이용 양태가 상이한 2개의 영역으로 분할하므로, 반사 모드의 표시에서도 투과 모드의 표시에서도, 하나의 화소 전체를 표시에 기여시킬 수는 없다. 그 때문에, 1 화소 전체를 표시에 기여시키는 종래의 반사형의 액정 표시 소자나 투과형의 액정 표시 소자에 비하면, 표시 특성이 충분하지 않다. 즉, 투과 모드의 표시를 행하는 경우에는, 광을 투과시키는 영역이 좁고, 개구율이 작으므로, 밝기를 충분히 확보하는 것이 어렵고, 또한 반사 모드의 표시를 행하는 경우에도, 광을 반사하는 영역이 좁으므로, 밝기를 충분히 확보하는 것이 어렵다. 또한, 반사 모드의 표시 시의 광 투과 영역이나 투과 모드의 표시 시의 광 반사 영역에서는 액정층의 리터데이션이 최적화되지 않고, 광 누설이 발생하여 흑 표시 상태의 휘도가 높아지므로, 콘트라스트비가 저하한다고 하는 문제도 있다.

또한, 최근의 인터넷의 보급에 의해, 모바일용의 전자 기기의 디스플레이에서 표시되는 콘텐츠도, 간단한 문자 정보뿐만 아니라, 사진, 그림 등의 정지 화상, 또한 동화상으로 여러가지이다. 본원 발명자가, 표시되는 콘텐츠의 종류와 표시 모드와의 관계에 대하여 검토한 결과, 문자 정보나 정지 화상을 표시하는 경우에 는, 시인성(視認性)의 관점면에서 눈에 편한 반사 모드의 표시가 바람직한 경우가 많고, 동화상을 표시하는 경우에는, 화려함이나 휘도를 중시하는 관점면에서 투과 모드의 표시가 바람직한 것이 많은 것을 알았다. 그런데, 종래의 양용형 액정 표시 소자에서는, 표시되는 콘텐츠에 따라 반사 모드의 표시와 투과 모드의 표시를 전환했다고 해도, 이미 설명한 바와 같이 그 표시 특성은 충분하지 않다.

또한, 표시되는 콘텐츠의 다양화에 수반하여, 표시 소자의 표시 영역 내에 서로 다른 종류의 정보(예를 들면 동화상과 문자 정보)를 동시에 표시시키는 것도 많아질것으로 예상되지만, 종래의 양용형 액정 표시 소자에서는, 표시 영역의 일부 영역에서 투과 모드의 표시를 행하여, 다른 영역에서 반사 모드의 표시를 행할 수는 없다.

이와 같이, 현상황에서는, 멀티 신에서 충분한 표시 특성을 나타내는 표시 소자, 멀티 콘텐츠의 표시에 적합한 표시 소자가 개발되고 있지 않다.

<발명의 개시>

본 발명은, 상기 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 그 주된 목적은, 투과 모드의 표시 및 반사 모드의 표시의 양방에서 양호한 표시 특성을 갖고, 멀티 신에서의 사용 및/또는 멀티 콘텐츠의 표시에 적합한 표시 시스템을 제공하는 것에 있다.

본 발명에 따른 표시 시스템은, 광 반사 상태와 광 투과 상태를 전환하여 나타낼 수 있는 조광 소자와, 상기 조광 소자를 투과한 광 및/또는 상기 조광 소자에 의해 반사된 광을 변조함으로써 정보를 표시하는 표시 소자를 구비한 표시 시스템 으로서, 상기 조광 소자는, 각각이 독립적으로 광 반사 상태와 광 투과 상태를 전환하여 나타낼 수 있는 복수의 영역을 갖고, 상기 표시 소자에 복수 종류의 정보가 표시되어 있을 때, 상기 표시되어 있는 정보의 종류에 따라 상기 복수의 영역 각각의 광 반사 상태와 광 투과 상태를 선택적으로 전환할 수 있다.

바람직한 실시예에서, 상기 표시 소자는, 상기 조광 소자를 투과한 광을 변조함으로써 표시를 행하는 제1 표시 영역과, 상기 조광 소자에 의해 반사된 광을 변조함으로써 표시를 행하는 제2 표시 영역과 서로 다른 종류의 표시 신호를 공급한다.

바람직한 실시예에서, 상기 표시 소자는, 복수의 화소를 갖고, 상기 조광 소자가 갖는 상기 복수의 영역 각각은, 상기 복수의 화소 각각에 일대일로 대응하고 있다.

바람직한 실시예에서, 상기 조광 소자는, 제1 층 및 제2 층을 포함하는 적층 구조를 구비하고, 외부 자극에 응답하여 상기 제1 층의 광 반사율이 변화하는 조광 소자로서, 상기 제1 층은, 특정 원소의 농도에 따라 광학적 특성이 변화하는 제1 재료를 포함하고 있으며, 상기 제2 층은, 상기 특정 원소를 함유할 수 있는 제2 재료를 포함하고, 상기 제2 재료는 상기 외부 자극에 따라 상기 특정 원소를 방출 또는 흡수한다.

바람직한 실시예에서, 상기 조광 소자는, 외부 자극에 응답하여 광 반사율이 변화하는 조광층을 구비한 조광 소자로서, 상기 조광층은, 특정 원소의 농도에 따라 광학적 특성이 변화하는 제1 재료를 포함하고 있고, 상기 제1 재료는 입자이다.

혹은, 본 발명에 따른 표시 시스템은, 광 반사 상태와 광 투과 상태를 전환하여 나타낼 수 있는 조광 소자와, 입사광을 변조함으로써 표시를 행하는 표시 소자를 구비한 표시 시스템으로서, 상기 조광 소자는, 제1 층 및 제2 층을 포함하는 적층 구조를 구비하고, 외부 자극에 응답하여 상기 제1 층의 광 반사율이 변화하는 조광 소자로서, 상기 제1 층은, 특정 원소의 농도에 따라 광학적 특성이 변화하는 제1 재료를 포함하고 있고, 상기 제2 층은, 상기 특정 원소를 함유할 수 있는 제2 재료를 포함하고, 상기 제2 재료는 상기 외부 자극에 따라 상기 특정 원소를 방출 또는 흡수한다.

전형적으로는, 상기 표시 소자는, 상기 조광 소자를 투과한 광 및/또는 상기 조광 소자에 의해서 반사된 광을 변조함으로써 표시를 행한다.

바람직한 실시예에서, 상기 원소는 수소이고, 상기 제1 재료는, 수소 농도에 따라 광 반사 상태와 광 투과 상태 사이를 천이할 수 있다.

바람직한 실시예에서, 상기 제2 층은, 수소 저장 재료를 포함하고 있다.

바람직한 실시예에서, 상기 제1 층 및 상기 제2 층 각각의 수소 평형압-조성등온선(PTC 특성 곡선)이 거의 평탄한 영역에서 동작한다.

바람직한 실시예에서, 상기 PTC 특성 곡선이 거의 평탄한 영역에서, 상기 제1 층 및 상기 제2 층의 수소 평형 압력이 거의 동등하다.

바람직한 실시예에서, 상기 제2 층에서의 PTC 특성 곡선이 거의 평탄한 영역의 수소 저장량의 범위는, 상기 제1 층에서의 PTC 특성 곡선이 거의 평탄한 영역의 수소 저장량의 범위를 포함하고 있다.

바람직한 실시예에서, 상기 제2 재료는, 전자의 수수에 의해, 상기 특정 원소의 방출 또는 흡수를 행한다.

바람직한 실시예에서, 상기 제2 재료는, 광의 조사에 의해, 상기 특정 원소의 방출 또는 흡수를 행한다.

바람직한 실시예에서, 상기 제2 층은, 광촉매성을 갖는 재료를 포함하고 있다.

바람직한 실시예에서, 상기 특정 원소의 이온을 상기 제2 재료로부터 상기 제1 재료로, 또는 상기 제1 재료로부터 상기 제2 재료로 이동시키기 위한 전계를 형성하는 한 쌍의 도전층을 구비하고 있다.

바람직한 실시예에서, 상기 제1 및 제2 층은, 상기 한 쌍의 도전층의 사이에 위치하고 있다.

바람직한 실시예에서, 상기 제1 층은 도전성을 갖고 있고, 상기 한 쌍의 도전층의 한 쪽으로서 기능한다.

바람직한 실시예에서, 상기 제2 층은 도전성을 갖고 있고, 상기 한 쌍의 도전층의 한 쪽으로서 기능한다.

바람직한 실시예에서, 상기 제2 층은, 광 투과성을 갖고 있다.

바람직한 실시예에서, 상기 제1 층 및 제2 층 중 적어도 한 쪽이 다층 구조를 갖고 있다.

혹은, 본 발명에 따른 표시 시스템은, 광 반사 상태와 광 투과 상태를 전환하여 나타낼 수 있는 조광 소자와, 입사광을 변조함으로써 표시를 행하는 표시 소 자를 구비한 표시 시스템으로서, 상기 조광 소자는, 외부 자극에 응답하여 광 반사율이 변화하는 조광층을 구비한 조광 소자로서, 상기 조광층은, 특정 원소의 농도에 따라 광학적 특성이 변화하는 제1 재료를 포함하고 있고, 상기 제1 재료는 입자이다.

전형적으로는, 상기 표시 소자는, 상기 조광 소자를 투과한 광 및/또는 상기 조광 소자에 의해 반사된 광을 변조함으로써 표시를 행한다.

바람직한 실시예에서, 상기 제1 재료는, 상기 특정 원소의 농도에 따라 광 반사 상태와 광 투과 상태 사이를 천이할 수 있다.

바람직한 실시예에서, 상기 제1 재료가 상기 광 반사 상태일 때, 상기 조광층은 광을 확산 반사한다.

바람직한 실시예에서, 상기 입자의 직경은 350㎚ 이상이고, 또한 상기 조광층의 두께 이하이다.

바람직한 실시예에서, 상기 특정 원소는 수소이다.

바람직한 실시예에서, 상기 특정 원소를 함유할 수 있는 제2 재료를 포함하는 변환층을 더 구비하고, 상기 제2 재료는 상기 외부 자극에 따라 상기 특정 원소를 방출 또는 흡수한다.

바람직한 실시예에서, 상기 특정 원소는 수소이고, 상기 변환층은 수소 저장 재료를 포함하고 있다.

바람직한 실시예에서, 상기 조광층 및 상기 변환층 각각의 수소 평형압-조성등온선(PTC 특성 곡선)이 거의 평탄한 영역에서 동작한다.

바람직한 실시예에서, 상기 PTC 특성 곡선이 거의 평탄한 영역에서, 상기 조광층 및 상기 변환층의 수소 평형 압력이 거의 동등하다.

바람직한 실시예에서, 상기 변환층에서의 PTC 특성 곡선이 거의 평탄한 영역의 수소 저장량의 범위는, 상기 조광층에서의 PTC 특성 곡선이 거의 평탄한 영역의 수소 저장량의 범위를 포함하고 있다.

바람직한 실시예에서, 상기 제2 재료는, 전기 화학적 반응에 의해, 상기 특정 원소의 방출 또는 흡수를 행한다.

바람직한 실시예에서, 상기 조광층 및 상기 변환층은, 상기 한 쌍의 도전층의 사이에 위치하고 있다.

바람직한 실시예에서, 상기 조광층은 도전성을 갖고 있고, 상기 한 쌍의 도전층의 한 쪽으로서 기능한다.

바람직한 실시예에서, 상기 변환층은 도전성을 갖고 있고, 상기 한 쌍의 도전층의 한 쪽으로서 기능한다.

바람직한 실시예에서, 상기 변환층은, 광 투과성을 갖고 있다.

바람직한 실시예에서, 상기 조광층 및 변환층 중 적어도 한 쪽이 다층 구조 를 갖고 있다.

바람직한 실시예에서, 상기 표시 소자는, 한 쌍의 기판과, 상기 한 쌍의 기판 사이에 설치된 액정층을 갖는 액정 표시 소자이다.

바람직한 실시예에서, 상기 표시 소자에 대하여 관찰자와는 반대측에 배치된 조명 장치를 더 구비하고 있다.

바람직한 실시예에서, 상기 조광 소자는, 상기 표시 소자와 상기 조명 장치 사이에 배치되어 있다.

바람직한 실시예에서, 상기 조광 소자는, 상기 표시 소자의 내부에 설치되어 있다.

바람직한 실시예에서, 상기 표시 소자는, 제1 컬러 필터를 포함하고 있다.

바람직한 실시예에서, 상기 조광 소자는, 제2 컬러 필터를 포함하고 있다.

바람직한 실시예에서, 상기 표시 소자는, 제1 컬러 필터를 포함하고, 상기 조광 소자는, 제2 컬러 필터를 포함하고, 상기 제2 컬러 필터는, 상기 제1 층에 대하여 관찰자와는 반대측에 배치되어 있다.

바람직한 실시예에서, 상기 표시 소자는, 제1 컬러 필터를 포함하고, 상기 조광 소자는, 제2 컬러 필터를 포함하고, 상기 제2 컬러 필터는, 상기 조광층에 대하여 관찰자와는 반대측에 배치되어 있다.

도 1은 본 발명에 따른 표시 시스템을 모식적으로 도시하는 단면도.

도 2는 콘텐츠의 종류에 따라 표시 모드를 전환하는 모습을 모식적으로 도시 하는 도면.

도 3은 표시 모드를 전환하는 양태를 도시하는 모식도.

도 4는 표시 모드를 전환하는 양태를 도시하는 모식도.

도 5는 조광 소자의 구성을 모식적으로 도시하는 단면도.

도 6의 (a), 도 6의 (b) 및 도 6의 (c)는, 도 5에 도시하는 조광 소자의 동작 원리를 도시하는 도면.

도 7은 조광 소자를 모식적으로 도시하는 단면도.

도 8은 조광층 및 변환층의 수소 평형압-조성 등온선(PTC 특성 곡선)을 나타내는 그래프.

도 9는 다른 조광 소자의 동작을 도시하는 도면.

도 10은 다른 조광 소자를 모식적으로 도시하는 단면도.

도 11은 다른 조광 소자를 모식적으로 도시하는 단면도.

도 12는 다른 조광 소자를 모식적으로 도시하는 단면도.

도 13은 다른 조광 소자를 모식적으로 도시하는 단면도.

도 14는 본 발명에 따른 표시 시스템의 제1 실시예를 도시하는 단면도.

도 15는 본 발명에 따른 표시 시스템의 제2 실시예를 도시하는 단면도.

도 16은 본 발명에 따른 표시 시스템의 제3 실시예를 도시하는 단면도.

도 17은 본 발명에 따른 표시 시스템의 제3 실시예를 도시하는 단면도.

도 18은 본 발명에 따른 표시 시스템의 제3 실시예를 도시하는 단면도.

도 19는 본 발명에 따른 표시 시스템의 제4 실시예를 나타내는 단면도.

도 20은 조광 입자를 포함하는 조광 소자의 구성을 모식적으로 도시하는 단면도.

도 21은 조광 입자를 포함하는 조광 소자를 모식적으로 도시하는 단면도.

도 22의 (a) 및 도 22의 (b)는, 조광 입자를 포함하는 다른 조광 소자를 모식적으로 도시하는 단면도.

도 23은 조광 입자를 포함하는 다른 조광 소자를 모식적으로 도시하는 단면도.

<발명을 실시하기 위한 최량의 형태>

이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시예를 설명한다. 또한, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다.

우선, 도 1을 참조하면서, 본 발명에 따른 표시 시스템(100)의 기본적인 구성을 설명한다.

표시 시스템(100)은, 광 반사 상태와 광 투과 상태를 전환하여 나타낼 수 있는 조광 소자(10)와, 입사광을 변조함으로써 표시를 행하는 표시 소자(20)를 구비하고 있다. 표시 시스템(100)은, 표시 소자(20)의 배면측(관찰자와는 반대측)에 배치된 백라이트(조명 장치 : 30)를 더 구비하고 있다.

조광 소자(10)는, 광을 반사하는 상태와 광을 투과하는 상태를 전환하여 나타낼 수 있는 소자로서, 표시 소자(20)와 백 라이트(30) 사이에 배치되어 있다. 본 실시예에서의 조광 소자(10)는, 도 1에 도시한 바와 같이 조광층(1) 및 변환층(2)을 포함하는 적층 구조를 구비하고, 조광층(1)의 광 반사율이 전기적 자극에 응 답하여 변화한다. 이 조광 소자(10)는, 조광층(1) 및 변환층(2)을 사이에 둔 한 쌍의 전극(3a 및 3b)을 더 구비하고 있다. 조광 소자(10)의 보다 구체적인 구성 및 동작 원리는 후술하겠다.

표시 소자(20)는, 그 전면측으로부터 입사하는 광과 배면측으로부터 입사하는 광의 양방을 변조시킬 수 있으며, 조광 소자(10)를 투과한 광 및/또는 조광 소자(10)에 의해 반사된 광을 변조함으로써 정보를 표시한다. 표시 소자(20)는, 예를 들면 한 쌍의 기판과, 이들 기판 사이에 설치된 액정층을 갖는 액정 표시 소자로서, 한 쌍의 기판의 액정층측의 표면에 설치된 투명 전극에 전압을 인가함으로써 액정층의 배향 상태를 제어하고, 그것에 의해 액정층을 통과하는 광의 변조를 행한다. 또한, 표시 소자(20)로서는 액정 표시 소자에 한정되지 않고, 전면측 및 배면측으로부터 입사하는 광을 변조할 수 있는 표시 소자이면 어떠한 것이어도 이용할 수 있다.

도 1의 좌측에 도시한 바와 같이 조광 소자(10)를 광 투과 상태로 하고, 백 라이트(30)를 점등시키면(온 상태로 하면), 조명 장치(30)로부터의 광이 조광 소자(10)를 투과하여 표시 소자(20)에 입사하므로, 표시 소자(20)에서 이 입사광을 변조함으로써, 표시 시스템(100)은 투과 모드의 표시를 행할 수 있다.

이것에 대하여, 도 1의 우측에 도시한 바와 같이 조광 소자(10)를 광 반사 상태로 하면, 표시 소자(20)에 전면측으로부터 입사한 광이, 표시 소자(20)를 통과한 후에 조광 소자(10)에 의해 반사되어, 다시 표시 소자(20)를 통과하므로, 이 과정에서 광을 변조함으로써, 표시 시스템(100)은 반사 모드의 표시를 행할 수 있다. 이 때, 조광 소자(10)의 광 반사 상태에의 전환에 동기하여 백 라이트(30)를 소등시켜도(오프 상태로 하여도) 되고, 점등시킨 상태이어도(온 상태 그대로) 된다. 백 라이트(30)가 점등한 상태이어도, 조명 장치(30)로부터의 광은 조광 소자(10)에 의해 반사되므로, 표시 소자(20)에는 거의 입사하지 않는다.

이와 같이, 표시 시스템(100)은, 반사 모드의 표시와 투과 모드의 표시를 전환하여 행하는 것이 가능하며, 표시 소자(20)를 반사형의 표시 소자로서도 투과형의 표시 소자로서도 기능시킬 수 있다. 표시 소자(20)가 갖는 복수의 화소 각각은, 광을 반사하는 영역과 광을 투과시키는 영역으로 분할되어 있을 필요는 없으므로, 표시 시스템(100)에서는, 반사 모드의 표시에서도 투과 모드의 표시에서도 하나의 화소의 전체를 표시에 기여시킬 수 있다. 따라서, 특허 문헌1에 개시되어 있는 바와 같은 종래의 투과 반사 양용형의 액정 표시 장치와 비교하면, 반사 모드 및 투과 모드의 양방에서 밝고, 콘트라스트비가 높은 표시를 실현할 수 있다. 그 때문에, 본 발명에 따른 표시 시스템(100)은, 여러가지 상황 하 즉 멀티 신에서 적합하게 사용할 수 있다.

조광 소자(10)는, 각각이 독립적으로 광 반사 상태와 광 투과 상태를 전환하여 나타낼 수 있는 복수의 영역(「조광 영역」이라고 칭함)을 갖고 있는 것이 바람직하며, 표시 소자(20)에 복수 종류의 정보가 표시되어 있을 때에는, 이들 정보의 종류에 따라 각 조광 영역의 광 반사 상태와 광 투과 상태를 선택적으로 전환할 수 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성을 갖고 있는 것에 의해, 표시 소자(10)에 서로 다른 종류의 콘텐츠가 표시되어 있는 경우에, 도 2에 도시한 바와 같이 콘텐츠 의 종류에 따라 최적의 시인성의 모드에서 표시를 행하는 것이 가능하므로, 표시 시스템(100)을 멀티 콘텐츠의 표시에 적합하게 이용할 수 있다. 또한, 도 2에서는, 문자 정보가 표시되는 영역에서 반사 모드의 표시를 행하고, 동화상 정보나 정지 화상 정보가 표시되는 영역에서 투과 모드의 표시를 행하는 경우를 예시했지만, 콘텐츠와 표시 모드와의 대응 관계는 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 눈에의 편안함의 관점면에서, 정지 화상 정보가 표시되는 영역에서 반사 모드의 표시를 행해도 된다.

본 실시예에서의 조광 소자(10)인 경우, 예를 들면, 조광층(1) 및 변환층(2)을 사이에 둔 전극(3a, 3b)을 소정의 형상으로 패터닝함으로써, 조광층(1)의 복수의 부위에 전기적 자극을 각각 독립적으로 부여하는 것이 가능해지고, 복수의 조광 영역을 형성할 수 있다.

조광 영역의 수나 크기, 배치 등은, 표시 시스템(100)의 용도 등에 따라 적절하게 결정하면 된다.

예를 들면, 도 3에 도시한 바와 같이 조광 소자(10)를 비교적 대략 분할해 두고, 조광 영역(10r)의 크기에 대하여, 표시 영역(20r)에서 표시되는 콘텐츠의 크기(표시되는 영역의 크기)를 합하여도 된다.

또한, 도 4에 도시한 바와 같이 조광 소자(10)를 표시 소자(20)의 화소와 거의 동일한 정도의 크기로 분할하여 두고, 표시 영역(20r)에서 표시되는 콘텐츠의 크기에 맞추어, 각 조광 영역(10r)의 광 투과 상태와 광 반사 상태를 임의로 전환하여도 된다.

도 4에서는, 표시 소자(20)의 화소 피치와 거의 동일 피치로 스트라이프 형상으로 패터닝된 전극(3a 및 3b)의 교점에 조광 영역(10r)이 규정되어 있고, 각 조광 영역(10r)은 표시 소자(20)의 각 화소에 일대일로 대응하고 있다. 우선, 표시할 콘텐츠 정보를 표시 신호 변환 컨트롤러(21)에 의해 표시용의 신호로 변환하고, 이어서, 표시 소자(20)를 구동하는 표시 소자 구동 회로(표시 소자 드라이버)(22)에 신호를 보낼 때에, 동기시킨 신호를 조광 소자(10)를 구동하는 조광 소자 구동 회로(조광 소자 드라이버)(12)에도 보내줌으로써, 표시 소자(20)로 표시되는 콘텐츠의 종류에 따라 조광 소자(10)의 각 조광 영역의 광 반사 상태와 광 투과 상태를 선택적으로 전환할 수 있다.

또한, 문자 정보나 정지 화상 정보를 표시하는 경우에는, 시인성의 관점면에서 눈에 편안한 반사 모드의 표시가 바람직한 경우가 많고, 동화상 정보를 표시하는 경우에는, 화려함이나 휘도를 중시하는 관점면에서 투과 모드의 표시가 바람직한 것이 많지만, 관찰자에 의해 시인성의 차이나 영상에 관한 기호의 차이가 존재하므로, 표시 모드를 수동으로 전환되도록 해 두는 것이 보다 바람직하다.

(조광 소자)

이하, 본 실시예에서의 조광 소자(10)의 구성 및 동작 원리를 설명하지만, 그것에 앞서서, 종래 조광 미러로서 제안되어 있는 기술을 설명한다.

이트륨(Y)이나 란탄(La) 등의 금속 박막이 수소와 결합함으로써, 가시광을 투과할 수 있는 수소화물로 변화하는 현상이 미국 특허 제5635729호 명세서나 Huibert 등(네이쳐, 1996년 3월, 제380권, p.231-234)에 의해 보고되고 있다. 이 현상은 가역적이기 때문에, 분위기 내의 수소 압력을 조절함으로써, 박막을 금속 광택 상태와 투명 상태 사이에서 변화시키는 것이 가능하다.

상기 박막의 광학 특성을 변화시켜, 금속 광택을 나타내는 상태와 투명한 상태를 전환할 수 있으면, 광의 반사율/투과율을 자유롭게 조절할 수 있는 조광 미러를 실현할 수 있다. 조광 미러를 예를 들면 건물이나 자동차의 창 글래스로서 사용하면, 태양광을 필요에 따라 차단(반사)하고, 또는 투과시킬 수 있다.

이러한 조광 미러는, 예를 들면, 이트륨 박막 상에 팔라듐층을 형성한 구조를 갖고 있다. 팔라듐은, 이트륨 박막의 표면 산화를 방지하는 기능과, 분위기 내의 수소 분자를 효율적으로 수소 원자로 변화시켜, 이트륨에 공급하는 기능을 갖고 있다. 이트륨이 수소 원자와 화학적으로 결합하면, YH₂ 또는 YH₃이 형성된다. YH₂는 금속이지만, YH₃은 반도체이고, 그 금제대 폭이 가시광의 에너지보다도 크기 때문에, 투명하다.

또한, 실온에서도 YH₂⇔YH₃의 상태 변화가 신속하게(수초 정도로) 발생하기 때문에, 분위기 내의 수소 함유량에 따라 반사(금속광택) 상태와 투명 상태 사이에서 스위칭을 행할 수 있다.

이와 같이 금속 광택⇔투명의 천이가 가능한 다른 재료로서, 예를 들면, Mg₂Ni 박막이 응용 물리학회 강연회2001봄31-a-ZS-l4에 개시되어 있다.

상기한 종래 기술에 따르면, 박막의 광학적 상태를 변화시킬 수 있지만, 이들에 기재되어 있는 구성을 이용하여 조광 소자를 실용화하는 것은 어렵다. 하나 에는, 박막을 수소 분위기에 노출하는 것이 필요하다. 구체적으로 설명하면, 박막과 접하는 분위기 가스 내의 수소량(수소 분압)을 제어하는 것이 필요하게 된다. 이 때문에, 상기 종래의 구성을 이용하여 조광 소자를 실용화하는 것은 어렵다.

이하, 본 실시예에서의 조광 소자(10)를 설명한다.

우선, 조광 소자(10)의 기본적인 구성을 도 5를 참조하면서 설명한다. 조광 소자(10)는, 도 5에 도시한 바와 같이 조광층 M1 및 변환층 M2를 포함하는 적층 구조를 구비하고, 조광층 M1의 광 반사율이 외부 자극에 응답하여 변화한다.

조광층 M1은, 특정 원소의 농도에 따라 광학적 특성이 변화하는 조광 재료를 포함하고 있다. 조광 재료의 바람직한 예는, 전술한 Y, La, Mg₂Ni 합금이고, Y, La, Mg₂Ni 합금 등의 재료는, 수소 농도에 따라 금속-반도체(또는 절연체) 상태 사이의 천이를 행한다.

변환층 M2는, 수소 등의 특정 원소를 함유할 수 있는 재료(본 명세서에서는 「변환 재료」라고 칭함)를 포함하고 있다. 변환 재료는, 전하(전자나 정공)의 주입/방출 또는 광조사 등의 외부 자극에 따라, 상기한 특정 원소(예를 들면 수소)를 방출 또는 흡수한다.

이하, 전하의 주입/방출에 의해, 수소 이온이 변환층 M2로부터 조광층 M1로, 혹은 조광층 M1로부터 변환층 M2로 이동하는 메카니즘을 설명한다. 이 메카니즘의 특징점은, 조광층 M1의 광학적 특성을 변화시키는 특정 원소(수소)의 이온을, 전기 화학적인 반응에 의해서가 아니라, 전하의 이동을 매개로 하여 이동시키는 점에 있 다.

우선, 도 5를 참조한다. 도 5에 도시되어 있는 조광층 M1 및 변환층 M2는, 모두 수소를 흡수/방출하는 능력을 가짐과 함께, 전하(전자 또는 정공) 및 이온을 이동시킬 수 있는 전기 전도성을 갖고 있다.

이어서, 도 6의 (a)를 참조한다. 도 6의 (a)는, 도 5의 구조에 포함되는 조광층 M1 및 변환층 M2의 초기 상태를 도시하고 있다. 이 초기 상태에서는, 수소를 실질적으로 저장하고 있지 않은 조광층 M1과, 미리 수소를 저장한 변환층 M2 사이에서 평형 상태가 형성되어 있다. 조광층 M1에는 충분한 농도의 수소가 존재하지 않기 때문에, 조광층 M1은 금속 상태에 있어, 금속 광택을 나타내고 있다.

이어서, 도 6의 (b)에 도시한 바와 같이 조광층 M1 측에 마이너스 전위를 부여함과 함께, 변환층 M2의 측에 플러스 전위를 부여한다. 이 때, 조광층 M1에는 마이너스의 전극(도시 생략)으로부터 전자가 주입되어, 조광층 M1은 전자 리치한 상태로 된다. 한편, 변환층 M2에는 정공이 주입된다(전자가 뽑아진다). 변환층 M2에 주입된 정공은, 변환층 M2의 내부를 조광층 M1을 향하여 이동하여 간다. 이러한 정공의 이동 과정에서, 더 계속하여 변환층 M2에 정공이 주입되면, 변환층 M2는 정공 리치한 상태로 된다. 이 때문에, 변환층 M2에서는, 수소 이온을 방출하기 쉬운 상태로 되는 한편, 조광층 M1에서는, 변환층 M2로부터 수소 이온을 수취하여, 유지하는 양이 증가한다.

이 때문에, 조광층 M1과 변환층 M2 사이에서 성립되어 있었던 수소의 평형 상태가 무너져, 조광층 M1이 수소를 보다 많이 유지하기 쉬운 상태로 되어, 변환층 M2으로부터 방출된 수소 이온이 조광층 M1로 이동하게 된다. 이렇게 해서, 도 6의 (c)에 도시한 바와 같이 새로운 평형 상태가 형성된다. 이 상태에서는, 조광층 M1로 이동한 수소와 조광 재료가 결합하여, 조광층 M1이 투명하게 된다.

이상의 반응을 기술하면, M1+M2(H)→M1(H)+M2로 된다. 여기서, M1(H) 및 M2(H)는, 각각 조광층 M1에 수소가 유지되고 있는 상태, 및 변환층 M2에 수소가 유지되어 있는 상태를 나타내고 있다.

이상의 설명으로부터 분명히 알 수 있듯이, 조광층 M1과 변환층 M2 사이에서는 수소 이온의 교환이 행해지는 것만으로, 다른 이온이 관여하는 반응은 발생하고 있지 않다. 또한, 도 6의 (c)의 상태에서 인가 전압의 극성을 반전하면, 역방향으로 반응이 진행되기 때문에, 도 6의 (a)에 도시하는 원래의 평형 상태로 복귀된다.

이와 같이 본 발명에 따르면, 전하(전자나 정공)의 이동에 의해 수소의 평형 상태를 변화시킴으로써, 수소를 구동할 수 있기 때문에, 수소 이온 이외의 다른 이온을 반응에 관여시킬 필요가 없다. 이 때문에, 복수 종의 이온이 관여하는 전기 화학적인 반응에 비하여 응답 속도가 빠르게 된다. 또한, 전기 화학적인 반응이 발생하지 않기 때문에, 양극측(正極側)에서 수소 가스가 발생할 가능성도 낮아, 전자 소자로서의 안정된 동작이 가능하게 된다.

이하, 조광 소자(10)의 보다 구체적인 구성을 설명한다.

도 7에 도시하는 조광 소자(10)는, 조광층(1) 및 변환층(2)을 포함하는 적층 구조를 구비하고, 조광층(1)의 광 반사율(광학적 특성)이 전기적 자극에 응답하여 변화한다. 이 조광 소자는, 조광층(1) 및 변환층(2)을 사이에 둔 한 쌍의 전극 (3a, 3b)과, 적층 구조를 지지하는 기판(4)을 구비하고 있다. 한 쌍의 전극(3a, 3b)에는, 외부로부터 적절한 전압이 인가될 수 있지만, 적절하게, 전극(3a)와 전극(3b)을 단순하게 단락시키는 것도 가능하다.

또한, 기판(4)에 대한 변환층(2) 및 조광층(1)의 적층 순서는, 도시되어 있는 것에 한정되지 않고, 기판(4)에 가까운 측에 변환층(2)을 배치하고, 그 위에 조광층(1)을 형성하여도 된다.

본 실시예에서의 조광층(1)은, 수소 농도에 따라 광학적 특성이 변화하는 조광 재료(예를 들면 이트륨)를 포함하고 있다. 조광층(1)의 전체 또는 일부가 1 층 또는 다층의 조광 재료로 형성되어도 되고, 혹은 다른 재료로 이루어지는 막 내에 조광 재료의 입자가 분산 또는 연결한 상태에서 존재하여도 된다.

변환층(2)은, 수소를 함유할 수 있는 변환 재료를 포함하고 있다. 이 변환 재료는 전극(3a) 사이에서 전자의 수수를 행함으로써, 수소 이온(H⁺)의 방출/흡수를 행할 수 있다.

도시하는 예에서는, 전극(3a)에 플러스의 전위를 부여하고, 전극(3b)에 마이너스의 전위를 부여하면, 미리 충분한 양의 수소를 함유하고 있는 변환층(2)의 조광 재료로부터 수소 이온이 방출된다. 방출된 수소 이온은, 적층 구조 내에 형성된 전계속을 이동하여, 조광층(1)에 도달한 후, 조광 재료에 도핑된다. 이러한 수소의 방출 및 이동의 메카니즘은, 전술한 바와 같다. 조광층(1)에서의 조광 재료는, 수소와 결합함으로써, 수소 금속 화합물을 형성한다. 그 결과, 당초에는 금속 상태에 있던 조광 재료는, 가시광을 투과하는 반도체 또는 절연체로 변화한다.

조광층(1)은, 증착법, 스퍼터법 등에 따라 제작될 수 있다. 금속 광택을 나타내는 미러로서 조광층(1)을 기능시키는 경우에는, 가능한 한 평탄성이 우수한 막으로 조광층(1)을 형성하는 것이 바람직하다.

변환층(2)에 포함되는 변환 재료는, 정상 상태에서 수소의 원자 또는 이온을 저장하여 유지할 수 있어, 외부 자극에 따라, 수소 저장량(유지량)을 변화시킨다. 이러한 수소를 저장할 수 있는 재료로서는, LaNi₅, MnNi₅, CaNi₅, TiMn_1.5, ZrMn_1.5, ZrMn₂, TiNi, TiFe, Mg₂Ni 등의 합금을 이용할 수 있다. 또한, 카본나노튜브(CNT)를 이용할 수도 있다.

변환층(2)은, 수소 저장 재료 외에 전기 전도성 재료를 포함하고 있어도 된다. 전기 전도성 재료가 변환층(2)에 포함되어 있으면, 조광층(1) 사이에서 수소 이온의 교환을 신속하게 행할 수 있다. 전기 전도성 재료로서는, 액체 또는 고체 전해질과 같이 이온 전도를 행할 수 있는 재료, 전하(전자 또는 정공)를 전도시키는 도전성 고분자나 전하 이동착체를 이용할 수 있다. 또한, 변환층(2)에는, 상기한 수소 저장 재료나 전기 전도성 재료 이외와는 별도로 필요에 따라 바인더 수지 등의 결합 재료를 첨가해도 된다. 또한, 한 쪽의 전극으로부터 주입된 전하가 그대로 다른 쪽의 전극으로 이동하는 것을 확실하게 억제하기 위해, 조광층과 변환층 사이에 세퍼레이터층을 삽입하여도 된다. 세퍼레이터층의 재료로서는, 이온의 이동이 가능하면서 전하의 이동은 발생하기 어려운 재료를 선택하는 것이 바람직하 다. 예를 들면, 이온 교환체, 다공질 절연물, 이온 도전성 고분자 재료 등을 이용할 수 있다. 이러한 재료로 이루어지는 세퍼레이터층을 배치하면, 전극으로부터 주입된 전하가 반대의 전극으로 관통하는 것이 확실하게 방지되기 때문에, 조광층과 변환층 사이에서의 전하의 이동 효율을 높일 수 있다.

변환층(2)이 복수의 재료의 혼합물로 형성되는 경우, 이들 재료를 용매에 용해시킨 용액을 준비하고, 스핀 코팅법이나 인쇄법에 의해 도포하면, 변환층(2)을 용이하게 형성할 수 있다. 이러한 변환층(2)의 형성은, 이젝트법이나 그 밖의 박막 퇴적 기술을 이용하여 행해도 된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따르면, 전극(3a, 3b)에 전압을 인가함으로써, 변환층(2)의 내부에서 전하 및 이온의 수수가 행하여지는 결과, 전술한 메카니즘에 의해, 변환층(2)과 조광층(1) 사이에서 수소의 이동을 야기할 수 있다. 이 때문에, 예를 들면, 초기 상태에서 수소가 도핑되어 있지 않은 조광층(1)과, 미리 수소를 저장한 변환층(2)을 이용하여, 도 5에 도시한 바와 같은 전압을 인가하면, 수소 이온이 양극측으로부터 음극측(負極側)으로 이동하여, 조광층(1)에 도핑된다. 즉, 양극측에서는 수소 방출 반응이 진행되고, 음극측에서는 수소와 금속과의 결합 반응이 진행되어, 수소 금속 화합물이 형성된다. 이것에 대하여, 역방향의 전압을 인가하면, 역방향으로 수소의 이동이 발생하기 때문에, 인가 전압의 극성을 교체함으로써, 조광층(1)의 광학적 상태를 금속 광택-투명 사이에서 가역적으로 전환할 수 있다.

변환층(2)에 저장된 수소의 이동만을 생각하면, 전극(3a)과 전극(3b)을 적층 구조의 외부에서 단락시켜도 된다. 이러한 단락은, 2차 전지에서의 방전과 마찬가지의 현상으로, 적층 구조의 내부 상태를 초기 상태로 복귀시킬 수 있다.

변환층(2)과 조광층(1)이 수소를 유지하는 능력을 갖기 때문에, 전압의 인가를 행하지 않을 때(외부의 회로를 개방하고 있을 때), 수소의 이동이 발생하지 않고, 조광층(1)의 광학적 상태가 유지된다(조광층의 메모리 기능). 이 때문에, 수소 유지 능력이 우수한 재료를 선택하면, 전력을 소비하지 않고 조광 상태를 장기간 유지할 수 있다.

상기한 예와는 반대로, 미리 수소를 도핑한 조광층(1)과, 수소를 저장하지 않는 상태의 변환층(2)을 이용해도 된다. 그 경우에는, 조광층(1)에 플러스 전위를, 변환층(2)에 마이너스 전위를 부여함으로써, 조광층(1)으로부터 변환층(2)에 수소를 이동시켜, 그것에 의하여 조광층(1)에서의 조광 재료의 광학적 상태를 변화시켜도 된다.

본 실시예에서는, 수소의 도핑량에 의해 조광 재료의 광 반사율/광 투과율을 제어할 수 있기 때문에, 전극에 인가하는 전압이나 인가 시간(듀티비 등)을 조절함으로써, 조광층(1)의 광 반사율/광 투과율을 제어할 수 있다. 수소 유지 능력에 기초하는 메모리성을 이용하면, 적절한 광 반사율/광 투과율을 유지하는 것도 용이하다.

이러한 수소의 저장/방출을 적절하게 제어할 때에는, 수소 평형압-조성 등온선(이하, 「PTC 특성 곡선」이라고 칭함)에 주목할 필요가 있다. PTC 특성 곡선은, 도 8에 도시한 바와 같이 수소의 저장량과 수소 평형 압력과의 관계를 나타낸 다. 도 8의 그래프에서는, 횡축이 수소 저장량을 나타내고, 종축이 수소 평형 압력을 나타내고 있다.

PTC 특성 곡선이 횡축에 대하여 대략 평행한 부분(이하, 「플래토 영역」이라고 칭함)에서는, 일정한 평형 압력 내의 것으로 수소의 저장량이 변화할 수 있기 때문에, 수소 평형 압력을 일정하게 한 상태에서 수소의 흡수/방출을 가역적으로 행할 수 있다. 이 때문에, 본 실시예의 조광 소자는, PTC 특성 곡선의 플래토 영역에서 스위칭 동작을 행한다.

변환층(2) 및 조광층(1)은 대략 마찬가지의 PTC 특성을 나타내는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로 설명하면, 도 8에 도시한 바와 같이 변환층(2) 및 조광층(1)의 PTC 특성 곡선에서의 플래토 영역의 「수소 저장량」의 범위가 중첩하고, 또한, 「수소 평형 압력」의 레벨이 거의 동일한 것이 바람직하다. 동등한 수소 평형 압력을 나타냄으로써, 조광층(1) 및 변환층(2) 사이에서 수소의 수수를 원활하게 행할 수 있다. 조광층(1) 및 변환층(2)의 사이에서, 수소 평형 압력차가 커지면, 각각의 층에서 수소의 흡방출이 발생하여도, 2개의 층의 사이에서 수소의 교환을 행할 수 없게 되기 때문이다.

또한, 변환층(2)에서의 PTC 특성 곡선의 플래토 영역의 수소 저장량 범위(폭)는, 조광층(1)에서의 PTC 특성 곡선의 플라토 영역의 수소 저장량 범위(폭)를 포함하는 크기를 갖고 있는 것이 더 바람직하다. 본 실시예의 조광 소자에서는, 조광층(1)의 수소 도핑량에 의해 조광층(1)의 광 투과율을 제어하기 때문에, 변환층(2)에서의 수소 저장량의 변화의 폭이 조광층(1)의 상태 변화에 필요한 수소 도 핑량의 변화의 폭보다도 적으면, 조광층(1)의 광학적 상태를 충분하게 변화시킬 수 없게 되기 때문이다.

또한, 도 7을 참조한다. 도 7에 도시하는 조광 소자(10)는, 금속 반사 상태와 투명 상태 사이에서 스위칭을 행하므로, 소자 전체로서 투명도가 높은 것이 바람직하다. 투명도가 높은 상태를 형성하기 위해서는, 기판(4) 및 전극(3a, 3b)뿐만 아니라, 변환층(2)을 가시광역의 전범위에서 투과율이 높은 (흡수가 없는) 재료로 형성할 필요가 있다. 그러나, 수소 저장 재료 등의 변환 재료는, 금속 또는 착색한 재료인 경우가 많고, 이러한 변환 재료의 층으로부터 투명성이 높은 변환층(2)을 형성하는 것은 어려운 경우가 있다. 이 때문에, 변환 재료의 미립자를 투명한 재료와 혼합함으로써 변환층(2)을 형성하는 것이 바람직하다. 구체적으로 설명하면, 광의 파장 이하의 입경을 갖는 나노 입자를 변환 재료로 형성하여, 이 나노 입자를 투명성이 우수한 바인더 수지로 결합할 수 있다. 이와 같이 하여 제작되는 변환층(2)은, 투명성 및 수소 저장 능력의 양방을 발휘할 수 있을 뿐만 아니라, 변환 재료가 나노 입자화함으로써, 그 표면적이 증가하기 때문에, 수소의 흡방출 효율도 상승하는 것도 기대된다. 변환 재료에 의한 수소의 흡방출 효율이 상승하면, 조광 동작의 응답 속도가 향상하므로 바람직하다. 초미립자 상태의 변환 재료로서는, 카본계 재료(CNT, 플라렌 등)나 칼륨-흑연층 화합물 등을 이용할 수도 있다.

조광층(1)과 변환층(2) 사이에서의 전하나 이온의 교환을 행하기 위해, 조광층(1)과 변환층(2) 사이에 도전성 고분자 재료 P1(전자, 정공 양 전하를 수송할 수 있는 재료)의 막을 배치하는 것이 바람직하다. 전하 이동성을 갖는 고분자막을 배 치하는 대신에, 전해질막을 배치해도 된다. 전해질막을 배치하면, 수소 이온의 이동이 전해질을 통하여 발생하기 쉬우므로, 특성을 향상시키는 것도 가능하다. 도전성 고분자 재료 P1은, 도전성을 부여하기 위한 이온이 도핑되기 때문에, 전해질막으로서의 기능도 함께 가지고 있다. 도전성 고분자 재료 P1, 및 바인더 수지로서 아크릴계 수지로 굴절율이 글래스와 거의 동등한 것을 블렌드한 것을 이용할 수 있다.

또한, 조광 소자는, 전술한 것에 한정되지 않고, 다양한 개변이 가능하다. 이하, 도 9∼도 13을 참조하면서, 다른 조광 소자(10A∼10D)를 설명한다.

도 9 및 도 10에 도시하는 조광 소자(10A)는, 금속 확산 반사(백) 상태와 광 투과 상태의 사이에서 스위칭을 행할 수 있다.

조광 소자(10A)는, 도 10에 도시한 바와 같이 요철을 갖는 기판(4) 상에, 전극(3b), 변환층(2), 조광층(1), 및 전극(3a)이, 이 순서로 적층된 구조를 갖고 있다. 확산 반사를 행하기 위해, 조광층(1)의 표면에 미세한 볼록부 및/또는 오목부가 존재하고 있다.

도 9를 참조하면서, 도 10의 조광 소자(10A)의 동작을 설명한다.

도 9에서는, 간단화를 위해, 전극(3a, 3b)의 기재는 생략하고 있다. 조광층(1)의 표면에 미세한 볼록부가 존재하고 있기 때문에, 도 9의 좌측에 도시한 바와 같이 조광층(1)이 금속 반사 상태에 있을 때, 광을 확산 반사할 수 있다. 한편, 도 9의 우측에 도시한 바와 같이 조광층(1)이 투명 상태에 있을 때에는, 하층에 위치하는 변환층(2)이 광을 흡수한다.

도 9에 도시하는 예에서는, 기판의 표면이 미세한 볼록부를 가지고 있기 때문에, 변환층(2) 및 조광층(1)의 전체의 평탄성이 기판의 요철을 반영한 형상을 갖고 있다. 즉, 조광층(1)의 상면(광 반사측의 면)뿐만 아니라, 저면도 기초의 요철을 반영시킨 형상을 갖고 있다. 그러나, 기초인 변환층(2)은, 요철 구조를 갖고 있을 필요성은 없기 때문에, 기판 표면 및 변환층(2)은 평탄하게 형성한 후에, 조광층(1)의 상면에만 미세한 오목부 및/또한 볼록부를 형성하도록 하여도 된다.

이와 같이, 조광 소자(10A)에 따르면, 조광층(1)이 금속 반사 상태에 있을 때, 반사광은 산란하여 백색으로서 인식되기 때문에, 조광층(1)의 표면은 백색으로 보인다.

조광 소자(10A)는, 표면에 요철을 형성한 기판(4)을 이용하고 있는 것을 제외하면, 조광 소자(10)와 마찬가지의 구성을 가질 수 있다. 예를 들면, 변환층(2)으로서는, 수소 저장 재료인 칼륨-흑연층 화합물, 도전성 고분자 재료 P1(전자, 정공 양 전하를 수송할 수 있는 재료), 및 바인더 수지로서 아크릴계 수지를 블렌드한 것을 적합하게 이용할 수 있다.

이어서, 도 11을 참조하면서, 다른 조광 소자(10B)를 설명한다.

조광 소자(10B)에서는, 도 11에 도시한 바와 같이 조광층(1) 그 자체가 전극의 한 쪽을 겸하고 있다. 조광층(1)은, 기본적으로 금속 박막이므로 전극으로서 기능할 수 있다. 전극을 조광층(1)이 겸함으로써, 전극을 형성하는 공정이 하나 간략화되기 때문에, 조광 소자의 제조 공정수를 저감할 수 있다.

또한, 도 11의 조광 소자(10B)는, 투명-금속 반사형 조광 소자이지만, 전술 한 다른 타입의 조광 소자이어도, 조광층(1)에서 전극을 겸할 수 있다.

계속해서, 도 12를 참조하면서, 다른 조광 소자(10C)를 설명한다.

조광 소자(10C)는, 변환층이 제1 변환층(2a)과 제2 변환층(2b)의 복수층으로 분리된 구성을 갖고 있다. 본 실시예의 조광 소자에서는, 수소 등의 특정 원소를 조광층(1)에 도핑함으로써 조광층(1)의 상태를 변화시키기 때문에, 2개의 변환층(2a, 2b)에서 조광층(1)을 사이에 두는 구성을 채용하면, 효율적인 도핑이 가능해지고, 조광에 필요한 상태 변화의 속도가 향상된다. 조광층(1)은, 전극으로서 기능할 수 있기 때문에, 도 12의 예에서는, 조광층(1)을 전극으로서 이용하고 있다.

도 12의 예에서는, 수소의 흡방출을 행하는 부분이 제1 변환층(2a), 조광층(1), 및 제2 변환층(2b)의 3층 구조를 갖고 있지만, 더 다층화하는 것도 가능하다. 조광층(1)이 단층이면, 조광의 정도가 불충분한 경우에도, 조광층(1)의 층 수를 증가시킴으로써, 조광의 정도를 충분히 크게 하는 것이 가능하게 된다.

이어서, 도 13을 참조하면서, 다른 조광 소자(10D)를 설명한다.

조광 소자(10D)에서는, 변환층(2)의 기능 분리를 행하기 위해, 변환층(2)이 다층 구조를 부여하고 있다. 전술한 바와 같이, 변환층(2)의 기능은 수소를 저장하고, 또한 전하의 주입/방출에 따라 수소를 방출/재저장하는 것이다. 이들 기능을 하나의 재료로 실행하는 것보다도, 기능마다 서로 다른 재료를 선택하여, 각각의 재료로 이루어지는 층을 중첩시키는 쪽이 용이하다. 즉, 변환층을, 전하 또는 이온의 교환을 행하기 위한 전하 수송 재료 또는 전해질 재료로 형성한 제1 변환층(2a)과, 수소 저장의 기능을 갖는 재료로 형성한 제2 변환층(2b)으로 분리함으로 써, 효율적인 수소 이동을 행할 수 있다.

여기서는, 도전성 고분자 재료 P1(전자, 정공 양 전하를 수송할 수 있는 재료)과, 굴절율이 글래스와 거의 동등한 아크릴계 수지를 혼합하여 형성한 전하·이온 교환층을 제1 변환층(2a)으로서 이용하고 있다. 또한, AB5형 Mm 수소 저장 합금인 Ni 합금의 초미립자(분산 중심 반경 10㎚)를 굴절율이 글래스와 거의 동등한 아크릴계 수지와 혼합한 블렌드 수지를 이용하여 제2 변환층(2b)으로서 기능시키고 있다.

이하, 본 발명에 따른 표시 시스템의 구체적인 실시예를 설명한다.

(제1 실시예)

도 14를 참조하면서, 본 발명에 따른 표시 시스템의 제1 실시예를 설명한다.

본 실시예에서의 표시 시스템(100A)은, 도 14에 도시한 바와 같이 액정 표시 소자(20)와, 액정 표시 소자(20)의 배면측(관찰자와는 반대측)에 배치된 백 라이트(조명 장치 : 30)와, 액정 표시 소자(20)와 백 라이트(30) 사이에 배치된 조광 소자(10)를 구비하고 있다. 전형적으로는, 액정 표시 소자(20) 및 조광 소자(10)를 사이에 끼우도록, 한 쌍의 편광판(40a, 40b)이 설치되어 있다.

액정 표시 소자(20)는, 한 쌍의 기판(21 및 22)과, 이들 사이에 설치된 액정층(23)을 구비하고 있다. 한 쌍의 기판(21 및 22)의 액정층(23)측의 표면에는, 액정층(23)에 전압을 인가하기 위한 전극(24, 25)과, 액정층(23)의 액정 분자를 배향시키는 배향막(26, 27)이 설치되어 있고, 배면측의 기판(21)은, 스위칭 소자로서의 박막 트랜지스터(28)를 화소마다 구비한 액티브 매트릭스 기판이다.

액정 표시 소자(20)는, 일반적인 투과형의 액정 표시 소자와 거의 마찬가지의 구성을 갖고 있고, 거의 마찬가지로 하여 제작할 수 있다. 단, 배면측에 조광 소자(10)가 배치되므로, 광의 투과성의 확보 및 시차의 저감의 관점면에서, 배면측의 기판(21)은 가능한 한 얇은 것이 바람직하다. 본 실시예에서는, 배면측의 기판(21)으로서 글래스 기판을 이용하여, 액정 표시 소자(20)를 그 외주를 확실히 밀봉한 후에 글래스 에천트 내에 넣는 것에 의해, 기판(21)의 두께를 0.2㎜로 한다.

본 실시예에서의 조광 소자(10)는, 조광층(1) 및 변환층(2)을 포함하는 적층 구조를 구비하고, 조광층(1)의 광 반사율(광학적 특성)이 전기적 자극에 응답하여 변화한다. 이 조광 소자(10)는, 조광층(1) 및 변환층(2)을 사이에 둔 한 쌍의 전극(3a, 3b)과, 적층 구조를 지지하는 기판(4)을 더 구비하고 있다. 여기서는, 조광 소자(10)를 이하와 같이 하여 제작한다.

우선, 기판(4)으로서 글래스 기판을 준비하고, 그 표면에 스퍼터법에 의해 ITO로 이루어지는 두께 150㎚의 투명 도전막을 형성한다. 또한, 기판(4)으로서 플라스틱 기판을 이용해도 된다. 계속해서, 이 투명 도전막을 액정 표시 소자(20)의 화소 피치와 거의 동일 피치로 스트라이프 형상으로 패터닝함으로써 전극(3b)을 형성한다.

이어서, AB5형 Mm 수소 저장 합금인 Ni 합금의 초미립자(분산 중심 반경 10㎚), 도전성 고분자 재료 P1(전자, 정공 양 전하를 수송할 수 있는 재료) 및 바인더 수지로서 아크릴계 수지로 굴절율이 글래스와 거의 동등한 것을 블렌드한 것을 이용하여 전극(3b) 상에 변환층(2)을 형성한다. 이 블렌드 수지는 용액화할 수 있 으므로 스핀 코팅법을 이용하여 변환층(2)을 두께 500㎚ 정도로 되도록 형성한다. 또한, 수소 저장 합금에 대해서는 미리 수소를 저장시켜 둔 것을 이용한다.

계속해서, 변환층(2) 상에 이트륨(Y)을 증착함으로써, 두께 50㎚의 조광층(1)을 형성한다. 그 후, 조광층(1) 상에 스퍼터법에 의해 ITO로 이루어지는 투명 도전막을 형성하고, 이 투명 도전막을 액정 표시 소자(20)의 화소 피치와 거의 동일 피치로 전극(3b)와 직교하는 스트라이프 형상으로 패터닝함으로써 전극(3a)을 형성한다. 스트라이프 형상의 전극(3a)과 전극(3b)과의 교점마다 조광 영역이 규정되어, 각 조광 영역은, 액정 표시 소자(20)의 각 화소에 대응하게 된다.

이와 같이 하여 제작된 조광 소자(10)와 액정 표시 소자(20)를, 조광 영역과 화소가 중첩되도록 서로 겹치게 하여, 이들을 편광판(40a, 40b)으로 사이에 끼우고, 또한 조광 소자(10)의 배면측에 백 라이트(30)를 배치함으로써 표시 시스템(100A)이 얻어진다. 또한, 백 라이트(30)로서는, 일반적인 투과형의 액정 표시 장치에 이용되는 조명 장치를 이용할 수 있다.

표시 시스템(100A)은, 조광 소자(10)의 광 투과 상태와 광 반사 상태를 전압 인가에 의해 전환할 수 있어, 액정 표시 소자(20)를 반사형의 액정 표시 소자로서도 투과형의 액정 표시 소자로서도 기능시킬 수 있다. 그 때문에, 주위광의 강도에 따라 최적의 표시 모드를 선택할 수 있다. 또한, 표시 시스템(100A)에서는, 표시 모드의 전환을 조광 소자(10)의 스위칭에 의해 행하므로, 액정 표시 소자(20)가 갖는 복수의 화소 각각은, 광을 반사하는 영역과 광을 투과시키는 영역으로 분할되어 있을 필요가 없으므로, 반사 모드의 표시에서도 투과 모드의 표시에서도 1개의 화소의 전체를 표시에 기여시킬 수 있다. 그 때문에, 종래의 투과 반사 양용형의 액정 표시 장치에 비하면, 반사 모드 및 투과 모드의 양방에서 밝고, 콘트라스트비가 높은 표시를 실현할 수 있다. 따라서, 표시 시스템(100A)은, 여러 상황 하에서 즉 멀티 신에서 적합하게 사용할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는, 전극(3a, 3b)이 소정의 형상으로 패터닝되어 있고, 조광 소자(10)는, 각각이 독립적으로 광 반사 상태와 광 투과 상태를 전환하여 나타낼 수 있는 복수의 조광 영역을 갖고 있으므로, 액정 표시 소자(20)에 복수 종류의 정보가 표시되어 있을 때에는, 이들 정보의 종류에 따라 각 조광 영역의 광 반사 상태와 광 투과 상태를 선택적으로 전환하는 것이 가능하다. 그 때문에, 표시 시스템(100A)은 멀티 콘텐츠의 표시에 적합하다.

또한, 이용하는 표시 소자에 의해서는, 반사 모드에서의 표시와 투과 모드에서의 표시로 서로 다른 제어가 필요한 경우가 있다. 그 때문에, 표시 소자는, 조광 소자(10)를 투과한 광을 변조시킴으로써 표시를 행하는 표시 영역과, 조광 소자(10)에 의해 반사된 광을 변조시킴으로써 표시를 행하는 표시 영역에, 서로 다른 종류의 표시 신호를 공급할 수 있는 것이 바람직하다.

예를 들면, 액정 표시 소자(20)의 경우, 반사 모드에서는 광이 액정층(23)을 2회 통과하는 것에 대하여, 투과 모드에서는 광은 액정층(23)을 1회밖에 통과하지 않는다. 그 때문에, 반사 모드에서 표시를 행하는 화소와 투과 모드에서 표시를 행하는 화소에서는, 동일한 계조를 내는 경우에도 다이내믹 범위가 상이하고, 화소에 공급할 전기 신호의 크기도 상이하다. 일반적으로는, 반사 모드쪽이 적은 제어 폭으로 광의 특성 변화를 크게 할 수 있다고 생각되어진다.

따라서, 액정 표시 소자(20)를 제어하는 드라이버에 입력하는 신호를, 반사 모드용 및 투과 모드용의 2 종류 준비해 두고, 조광 소자(10)의 각 조광 영역의 스위칭에 따라, 액정 표시 소자(20)의 각 화소에 반사 모드용의 표시 신호와 투과 모드용의 표시 신호를 선택적으로 공급함으로써, 액정 표시 소자(20)의 각 화소에 의해 표시 모드에 최적의 표시를 행할 수 있어, 보다 시인성이 높은 표시를 행할 수 있다.

(제2 실시예)

도 15를 참조하면서, 본 발명에 따른 표시 시스템의 제2 실시예를 설명한다.

본 실시예에서의 표시 시스템(100B)은, 조광 소자(10)가 액정 표시 소자(20)의 내부에 설치되어 있는 점에서, 도 14에 도시한 표시 시스템(100A)와 상이하다.

표시 시스템(100B)에서는, 도 15에 도시한 바와 같이 조광 소자(10)가 액정 표시 소자(20) 내에 만들어 넣어지고 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 배면측의 액티브 매트릭스 기판을 제조할 때에, 조광 소자(10)를 제작하는 공정을 도입함으로써, 기판(21) 상에 조광 소자(10)를 설치한다.

예를 들면, 기판(21) 상에 TFT(28)를 형성한 후에, 각 화소에 조광 소자(10)를 만들어 넣는다. 조광 소자(10)는, 제1 실시예와 마찬가지로 하여 제작할 수 있다. 조광 소자(10)를 제작한 후에, TFT(28)나 조광 소자(10)를 피복하도록 평탄화막(오버코트층)(29)을 형성하고, 계속해서, 이 평탄화막(29) 상에 형성된 화소 전극(24)과 TFT(28)를 관통 홀(29a)을 통하여 전기적으로 접속함으로써 액티브 매트릭스 기판이 완성된다. 그 후에는, 일반적인 액정 표시 소자의 제조 공정과 마찬가지로, 액티브 매트릭스 기판과 대향 기판을 접합하고, 액정층(23)으로 되는 액정 재료를 주입함으로써, 조광 소자(10)가 내부에 설치된 액정 표시 소자(20)가 완성된다.

본 실시예에서의 표시 시스템(100B)도, 조광 소자(10)의 광 반사 상태와 광 투과 상태를 전환함으로써 반사 모드와 투과 모드의 양방의 표시를 행할 수 있으므로, 도 14에 도시한 표시 시스템(100A)과 같이, 멀티 신에서의 사용 및 멀티 콘텐츠의 표시에 적합하게 이용된다.

본 실시예에 따르면, 또한, 조광 소자(10)가 액정 표시 소자(20)의 내부에 설치되어 있으므로, 표시 시스템 전체로서 박형화, 경량화를 도모할 수 있다. 또한, 조광 소자(10)가 액정 표시 소자(20)의 내부에 설치되어 있는 것에 의해, 시차를 저감시킬 수 있으므로, 표시 품위를 더 향상시킬 수 있다. 도 15에 도시하는 예에서는, 조광 소자(10)와 액정 표시 소자(20) 사이에 기판(21)을 통하지 않으므로, 그 만큼 시차가 저감된다.

(제3 실시예)

도 16, 도 17 및 도 18을 참조하면서, 본 발명에 따른 표시 시스템의 제3 실시예를 설명한다.

본 실시예에서의 표시 시스템(100C, 100D, 100E)은, 모두 컬러 필터를 구비하고 있고, 컬러 표시를 행할 수 있다. 표시 시스템(100C, 100D, 100E)의 조광 소자(10)나 액정 표시 소자(20)로서는, 도 14, 도 15에 도시한 표시 시스템(100A, 100B)과 마찬가지의 것을 이용할 수 있다.

도 16에 도시하는 표시 시스템(100C)에서는, 액정 표시 소자(20)가 컬러 필터(50)를 포함하고 있다. 구체적으로 설명하면, 컬러 필터(50)는, 전면측의 기판(22)의 액정층(23)측의 표면에 형성되어 있다.

이것에 대하여, 도 17에 도시하는 표시 시스템(100D)에서는, 조광 소자(10)가 컬러 필터(50)를 포함하고 있고, 구체적으로 설명하면, 컬러 필터(50)는 전면측의 전극(3a) 상에 형성되어 있다.

또한, 도 18에 도시하는 표시 시스템(100E)에서는, 액정 표시 소자(20) 및 조광 소자(10)의 양방이 컬러 필터(50)를 포함하고 있고, 컬러 필터(50)는, 액정 표시 소자(20)의 전면측의 기판(21) 상과, 조광 소자(10)의 전면측의 전극(3a) 상에 형성되어 있다.

전술한 표시 시스템(100C, 100D 및 100E)은, 각각 컬러 필터의 배치가 서로 다르지만, 모두 컬러 표시를 행할 수 있다. 도 18에 도시한 표시 시스템(100E)은, 조광 소자(10)와 액정 표시 소자(20)의 양방이 컬러 필터(50)를 구비하고 있으므로, 컬러 필터에 의한 착색 효과가 크고, 색 순도가 높은 표시를 행할 수 있다.

(실시예4)

도 19를 참조하면서, 본 발명에 따른 표시 시스템의 제4 실시예를 설명한다.

본 실시예에서의 표시 시스템(100F)은, 액정 표시 소자(20) 및 조광 소자(10)의 양방이 컬러 필터를 포함하고 있다. 단, 도 18에 도시한 표시 시스템(100E)에서는 전면측의 전극(3a) 상에 컬러 필터(50)가 형성되어 있는 것에 대하 여, 본 실시예에서는, 조광 소자(10)의 변환층(2')이 컬러 필터로서도 기능하고, 이 컬러 필터로서 기능하는 변환층(2')은, 조광층(1)에 대하여 관찰자와는 반대측에 배치되어 있다.

컬러 필터로서도 기능하는 변환층(2')은, 예를 들면, 제1 실시예에서 설명한 투명한 변환층 내에, RGB 각각의 착색 안료를 혼입함으로써 형성할 수 있다. RGB 각각의 착색 안료가 혼입된 변환층 재료는 용액화할 수 있으므로, 잉크젯트법을 이용하여, 화소 패턴에 따라 변환층(2')을 형성할 수 있다. 물론, 잉크젯트법에 한정되지 않고, 스크린 인쇄법이나 롤 인쇄법을 이용하여 형성하여도 된다.

본 실시예에 따르면, 액정 표시 소자(20)에 컬러 필터(50)가 설치되어 있는 한편, 조광층(1)의 배면측의 변환층(2')도 컬러 필터로서 기능한다. 그 때문에, 도 19에 도시한 바와 같이 광은, 투과 모드에서 표시를 행할 때에 컬러 필터를 2회(컬러 필터(50)와 변환층(2')을 일회씩) 통과하고, 반사 모드에서 표시를 행할 때에도 컬러 필터를 2회(컬러 필터(50)를 2회) 통과한다. 즉, 반사 모드와 투과 모드에서 광이 컬러 필터를 통과하는 횟수가 동일하다. 그 때문에, 반사 모드의 표시와 투과 모드의 표시에 의해 색조를 가깝게 할 수 있고, 표시 품위를 더 향상시킬 수 있다.

이것에 대하여, 도 16, 도 17, 도 18에 도시한 표시 시스템(100C, 100D, 100E)에서는, 반사 모드와 투과 모드에서 광이 컬러 필터를 통과하는 횟수가 상이하며, 광이 컬러 필터를 통과하는 횟수는, 반사 모드에서는 투과 모드의 2배로 된다. 그 때문에, 컬러 필터의 색을 투과 모드에서 색이 최적으로 되도록 설정하면, 반사 모드에서는 표시가 어두워진다. 또한, 반대로, 컬러 필터의 색을 반사 모드에서 색이 최적으로 되도록 설정하면, 투과 모드에서는 색이 얇게 되어 버린다.

표시 시스템(100F)에서는, 반사 모드의 표시 시에는 광은 액정 표시 소자(20)의 컬러 필터(50)만을 2회 통과한다. 그 때문에, 컬러 필터(50)의 색을 조절함으로써 반사 모드에서의 색조를 최적화할 수 있다. 또한, 투과 모드의 표시 시에는 광은 액정 표시 소자(20)의 컬러 필터(50)와 조광 소자(10)의 컬러 필터(변환층(2'))를 1회씩 통과한다. 그 때문에, 컬러 필터(50)를 반사 모드에서 색조가 최적으로 되도록 설정한 후에, 변환층(2')의 색을 조절함으로써, 투과 모드에서의 색조도 최적화할 수 있다.

(다른 조광 소자)

상기한 설명에서는, 조광 재료를 포함하는 박막을 조광층으로서 구비한 조광 소자를 예시했지만, 조광 재료가 입자화된 타입의 조광 소자를 이용할 수도 있다.

도 20을 참조하면서, 이 타입의 조광 소자의 기본적인 구성을 설명한다. 이 조광 소자는, 도 20에 도시한 바와 같이 조광층 M1 및 변환층 M2를 포함하는 적층 구조를 구비하고, 조광층 M1의 광 반사율이 외부 자극에 응답하여 변화한다.

조광층 M1은, 특정 원소의 농도에 따라 광학적 특성이 변화하는 조광 재료의 입자 m1(이하, 「조광 입자」라는 것이 있음)을 포함하고 있다. 조광 재료의 바람직한 예는, 전술한 Y, La, Mg₂Ni 합금이고, Y, La, Mg₂Ni 합금 등의 재료는, 수소 농도에 따라 금속-반도체(또는 절연체) 상태 사이의 천이를 행한다. 조광층 M1은, 예를 들면 바인더 수지를 포함하고 있고, 상기 조광 입자 m1은 바인더 수지에 분산하고 있다. 또한, 조광층 M1은, 변환층 M2로부터 수소 이온 혹은 수소를 운반하기 위한 전해질성의 재료(도전성 고분자 등)를 포함하고 있다.

변환층 M2는, 수소 등의 특정 원소를 함유할 수 있는 변환 재료를 포함하고 있다. 변환 재료는, 전하(전자나 정공)의 주입/방출 또는 광조사 등의 외부 자극에 따라, 상기한 특정 원소(예를 들면 수소)를 방출 또는 흡수한다.

이 조광 소자도, 도 5에 도시한 조광 소자와 동일한 메카니즘에 의해, 반사 상태와 투명 상태를 스위칭할 수 있다. 단, 조광층 M1은 조광 입자 m1을 포함하고 있으므로, 개개의 조광 입자 m1은 금속 상태에 있을 때에 광을 미러 반사하지만, 반사 방향은 랜덤하고, 조광층 M1 전체적으로는 광을 확산 반사한다. 이에 의해, 백색의 반사광이 얻어진다.

조광 재료를 입자화함으로써 이하의 장점이 얻어진다. 조광 재료로 이루어지는 박막을 조광층으로서 이용하는 경우와 비교하여, 조광 재료의 표면적을 크게 할 수 있다. 따라서, 조광 재료와 수소와의 반응 효율이 향상되어, 보다 고속의 스위칭이 가능하게 된다. 또한, 조광층에 포함되는 조광 재료의 상태를 보다 확실하게 제어할 수 있으므로, 조광층의 확산 반사 상태와 투명 상태와의 반사율의 차를 확대할 수 있다. 그 때문에, 이 조광 소자를 표시 시스템에 이용하면, 보다 명확한 표시가 얻어진다. 또한, 이 조광 소자에서는, 조광층에 입사하는 광이 확산 반사되므로, 표시 시스템에의 적용에 특히 유리하다.

조광 입자 m1이 광을 반사하기 위해서는, 각 조광 입자 m1은 가시광 파장보 다도 큰 입경을 갖는 것이 바람직하다. 따라서, 조광 입자 m1의 입경은, 바람직하게는 350㎚ 이상이다. 보다 바람직하게는 800㎚ 이상이다. 800㎚ 이상이면, 가시광이 조광 입자 m1을 투과하는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있으므로, 조광층 M1의 광의 반사율을 높일 수 있다. 한편, 조광 입자 m1의 입경은, 조광층 M1의 두께보다도 작은 것이 바람직하다. 입경이 조광층 M1의 두께보다도 크면, 전술한 바와 같은 조광 재료를 입자화하는 메리트를 얻을 수 없다. 보다 바람직하게는, 조광 입자 m1의 입경은 30㎛ 이하이다. 더 바람직하게는, 입경은 3㎛ 이하이다. 조광 재료의 입경을 예를 들면 1㎛로 하면, 조광층 M1의 두께는 3㎛ 정도로 하는 것이 바람직하다.

도 20의 구조를 갖는 조광 소자는, 도 6의 (a)∼도 6의 (c)에 도시한 바와 같이, 전하의 주입/방출에 의해 수소 이온이 조광층 M1과 변환층 M2 사이를 이동하는 메카니즘을 이용하고 있지만, 이것과는 상이한 메카니즘을 채용하여도 된다. 예를 들면 전기 화학적인 반응에 의해, 수소 이온이 변환층 M2와 조광층 M1 사이를 이동하는 메카니즘을 이용할 수도 있다. 이 경우에는, 조광층 M1에 포함되는 바인더 수지를 고체 전해질로서 이용하여도 되고, 조광층 M1과 변환층 M2 사이에 고체 전해질의 층을 더 설치해도 된다. 이 경우에는 변환층 M2 내에 포함되는 변환 재료는 반드시 수소를 저장, 방출하는 재료일 필요는 없으며, 조광 재료에 발생하는 수소 이온 반응에 대응하는 카운터 이온의 반응이 발생하는 것이어도 된다.

혹은, 변환층 M2를 구비하고 있지 않아도 된다. 이 경우에는, 분위기의 수소 압력에 따라 수소 이온이 조광층 M1과 분위기와의 사이에서 이동하는 메카니즘 을 이용하여도 된다. 또는, 조광층 M1이 변환 재료를 더 포함하고 있고, 조광층 M1 내부에서, 수소 이온을 조광 입자 m1과 변환 재료 사이에서 이동시켜도 된다.

어느 하나의 메카니즘을 이용하는 경우에도, 조광층 M1의 광학적 특성은, 수소 이온의 농도에 따라 도 20에 도시한 바와 같이 변화한다.

또한, 상기 중에서는, 전하의 주입/방출에 의해 수소 이온을 이동시키는 메카니즘을 이용하는 것이 바람직하다. 전하(전자나 정공)의 이동에 의해 수소의 평형 상태를 변화시킴으로써 수소를 구동하는 경우에는, 수소 이온 이외의 다른 이온을 반응에 관여시킬 필요가 없다. 이 때문에, 복수 종의 이온이 관여하는 전기 화학적인 반응에 의한 메카니즘을 이용하는 경우와 비교하여 응답 속도가 높다고 하는 이점이 있다. 또한, 전기 화학적인 반응이 발생하지 않기 때문에, 양극측에서 수소 가스가 발생할 가능성도 낮아, 전자 소자로서의 안정된 동작이 가능하게 된다.

이하, 조광 입자 m1을 포함하는 조광 소자의 보다 구체적인 구성을 설명한다.

도 21에 도시하는 조광 소자(10E)는, 조광층(1) 및 변환층(2)을 포함하는 적층 구조를 구비하고 있다. 이 적층 구조는 도 20에 도시하는 구조와 실질적으로 동일한 조광층(1)의 광 반사율(광학적 특성)은 전기적 자극에 응답하여 변화한다. 이 조광 소자(10E)는, 조광층(1) 및 변환층(2)을 사이에 둔 한 쌍의 전극(3a, 3b)과, 적층 구조를 지지하는 기판(4)을 구비하고 있다. 한 쌍의 전극(3a, 3b)에는, 외부로부터 적절한 전압이 인가될 수 있지만, 적절하게, 전극(3a)과 전극(3b)을 단 순하게 단락시키는 것도 가능하다.

조광층(10E)에서는, 수소 농도에 따라 광학적 특성이 변화하는 조광 재료를 이용하여 형성된 미립자(예를 들면 이트륨, 란탄, 이하 「조광 미립자」라고 함)가 바인더 수지에 분산하고 있다.

변환층(2)은, 수소를 함유할 수 있는 변환 재료를 포함하고 있다. 이 변환 재료는 전극(3a)과의 사이에서 전자의 수수를 행함으로써, 수소 이온(H⁺)의 방출/흡수를 행할 수 있다.

도시하는 예에서는, 전극(3a)에 플러스의 전위를 부여하고, 전극(3b)에 마이너스의 전위를 부여하면, 미리 충분한 양의 수소를 함유하고 있는 변환층(2)의 변환 재료로부터 수소 이온이 방출된다. 방출된 수소 이온은, 적층 구조 내에 형성된 전계내를 이동하여, 조광층(1)에 도달한 후, 조광 미립자에 도핑된다. 이러한 수소의 방출 및 이동의 메카니즘은, 전술한 바와 같다. 조광 미립자의 조광 재료는, 수소와 결합함으로써 수소 금속 화합물을 형성한다. 이 결과, 당초에는 금속 상태에 있던 조광 미립자는, 가시광을 투과하는 반도체 또는 절연체로 변화한다.

조광층(1)에 포함되는 조광 미립자의 평균 입경은 예를 들면 1㎛ 이다. 조광 미립자는 전형적으로는 바인더 수지에 분산하고 있다. 바인더 수지로서, 예를 들면 글래스와 거의 동등한 굴절율을 갖는 아크릴계 수지를 이용한다. 또한, 조광층(1)은, 조광 미립자와 변환층(2)과의 사이에서 수소 이온 및 전하의 교환을 행하기 위한 전기 전도성 재료를 더 포함하고 있다. 전기 전도성 재료로서는, 액체 또는 고체 전해질과 같이 이온 전도를 행할 수 있는 재료, 전하(전자 또는 정공)를 전도시키는 도전성 고분자(예를 들면 P2)나 전하 이동착체를 이용할 수 있다.

조광층(1)은, 바인더 수지의 용액에 상기한 조광 미립자를 분산시켜, 전기 전도성 재료를 용해시킨 도포 용액을 더 준비한 후, 예를 들면 스핀 코팅법에 의해 도포 용액을 전극(3b) 상에 도포함으로써 형성할 수 있다. 조광층(1)의 두께는 예를 들면 3㎛ 정도이다. 조광층(1)의 형성을, 잉크젯트법이나 그 밖의 박막 퇴적 기술을 이용하여 행하여도 된다. 조광층(1)의 광 입사측의 면은, 평탄해도 되고, 요철을 갖고 있어도 된다. 요철을 갖는 조광층(1)은, 예를 들면, 요철을 갖는 기판(4) 또는 전극(3b)을 이용하여, 요철을 갖는 기초 상에 상기 도포 용액을 도포함으로써 형성할 수 있다.

바람직한 조광층(1)의 두께는, 1.5㎛ 이상 50㎛ 이하이다. 1.5㎛ 미만이면, 높은 반사율을 갖는 조광층(1)이 얻어지거나, 조광층(1)에 이용하는 조광 미립자의 입경이 제한되기도 한다. 한편, 50㎛을 초과하면, 조광층(1)의 도전성이 낮게 될 가능성이 있다.

변환층(2)에 포함되는 변환 재료는, 정상 상태에서 수소의 원자 또는 이온을 저장하여 유지할 수 있으며, 외부 자극에 따라, 수소 저장량(유지량)을 변화시킨 다. 이러한 수소를 저장할 수 있는 재료로서는, LaNi₅, MnNi₅, CaNi₅, TiMn₁ _.5, ZrMn_1.5, ZrMn₂, TiNi, TiFe, Mg₂Ni 등의 합금을 이용할 수 있다. 또한, 카본나노튜브(CNT)를 이용할 수도 있다.

변환층(2)은, 수소 저장 재료 외에 전기 전도성 재료를 포함하고 있어도 된다. 전기 전도성 재료가 변환층(2)에 포함되어 있으면, 조광층(1) 사이에서 수소 이온의 교환을 신속하게 행할 수 있다. 전기 전도성 재료로서는, 액체 또는 고체 전해질과 같이 이온 전도를 행할 수 있는 재료, 전하(전자 또는 정공)를 전도시키는 도전성 고분자나 전하 이동착체를 이용할 수 있다. 또한, 변환층(2)에는, 상기한 수소 저장 재료나 전기 전도성 재료 이외와는 별도로 필요에 따라 바인더 수지 등의 결합 재료를 첨가해도 된다. 또한, 한 쪽의 전극으로부터 주입된 전하가 그대로 다른 쪽의 전극으로 이동하는 것을 확실하게 억제하기 때문에, 조광층과 변환층과의 사이에 세퍼레이터층을 삽입하여도 된다. 세퍼레이터층의 재료로서는, 이온의 이동이 가능하면서 전하의 이동은 발생하기 어려운 재료를 선택하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 이온 교환체, 다공질 절연물, 이온 도전성 고분자 재료 등을 이용할 수 있다. 이러한 재료로 이루어지는 세퍼레이트층을 배치하면, 전극으로부터 주입된 전하가 반대의 전극에 관통되는 것이 확실하게 방지되기 때문에, 조광층과 변환층과의 사이에서의 전하의 이동 효율을 높일 수 있다.

변환층(2)이 복수의 재료의 혼합물로부터 형성되는 경우, 이들 재료를 용매에 용해시킨 용액을 준비하고, 스핀 코팅법이나 인쇄법에 의해 도포하면, 변환층 (2)을 용이하게 형성할 수 있다. 이러한 변환층(2)의 형성은, 잉크젯트법이나 그 밖의 박막 퇴적 기술을 이용하여 행하여도 된다.

이상 설명한 바와 같이, 조광 소자(10E)에서는, 전극(3a, 3b)에 전압을 인가함으로써, 변환층(2)의 내부에서 전하 및 이온의 수수가 행하여진 결과, 전술한 메카니즘에 의해, 변환층(2)과 조광 미립자와의 사이에서 수소의 이동을 야기할 수 있다. 이 때문에, 예를 들면, 초기 상태에서 수소가 도핑되어 있지 않은 조광층(1)과, 미리 수소를 저장한 변환층(2)을 이용하여, 도 20에 도시한 바와 같은 전압을 인가하면, 수소 이온이 양극측으로부터 음극측으로 이동하여, 조광 미립자에 도핑된다. 즉, 양극측에서는 수소 방출 반응이 진행되고, 음극측에서는 수소와 금속과의 결합 반응이 진행되어, 수소 금속 화합물이 형성된다. 이것에 대하여, 역방향의 전압을 인가하면, 역방향으로 수소의 이동이 발생하기 때문에, 인가 전압의 극성을 교체함으로써, 조광층(1)의 광학적 상태를 금속 광택-투명 사이에서 가역적으로 전환할 수 있다.

변환층(2)과 조광층(1)이 수소를 유지하는 능력을 갖기 때문에, 전압의 인가를 행하지 않을 때(외부의 회로를 개방하고 있을 때), 수소의 이동이 발생하지 않고, 조광층(1)의 광학적 상태가 유지된다(조광층의 메모리 기능). 이 때문에, 수소 유지 능력이 우수한 재료를 선택하면, 전력을 소비하지 않고 조광 상태를 장기 간 유지할 수 있다.

상기한 예와는 반대로, 미리 수소를 도핑한 조광층(1)과, 수소를 저장하고 있지 않은 상태의 변환층(2)을 이용해도 된다. 그 경우에는, 조광층(1)에 플러스 전위를, 변환층(2)에 마이너스 전위를 부여함으로써, 조광층(1)으로부터 변환층(2)에 수소를 이동시키고, 그것에 의하여 조광층(1)에서의 조광 재료의 광학적 상태를 변화시켜도 된다.

조광 소자(10E)에서는, 수소의 도핑량에 의해 조광 미립자의 광 반사율/광 투과율을 제어할 수 있기 때문에, 전극에 인가하는 전압이나 인가 시간(듀티비 등)을 조절함으로써, 조광층(1)의 광 반사율/광 투과율을 제어할 수 있다. 수소 유지 능력에 기초하는 메모리성을 이용하면, 적절한 광 반사율/광 투과율을 유지하는 것도 용이하다.

이러한 수소의 저장/방출을 적절하게 제어할 때에는, 도 7에 도시한 조광 소자(10)에 대하여 도 8을 참조하면서 설명한 바와 같이, 수소 평형압-조성 등온선(PTC 특성 곡선)에 주목할 필요가 있다.

조광 소자(10E)에 대해서도, PTC 특성 곡선의 플래토 영역에서 스위칭 동작을 행하는 것이 바람직하다. 또한, 변환층(2) 및 조광층(1)은 대략 마찬가지의 PTC 특성을 나타내는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로 설명하면, 도 8에 도시한 바와 같이 변환층(2) 및 조광층(1)의 PTC 특성 곡선에서의 플래토 영역의 「수소 저장량」의 범위가 중첩되고, 또한 「수소 평형 압력」의 레벨이 거의 동일한 것이 바람직하다. 또한, 변환층(2)에서의 PTC 특성 곡선의 플래토 영역의 수소 저장량 범위(폭)는, 조광층(1)에서의 PTC 특성 곡선의 플래토 영역의 수소 저장량 범위(폭)를 포함하는 크기를 갖고 있는 것이 더 바람직하다.

또한, 도 21을 참조한다. 도 21에 도시하는 조광 소자(10E)는, 금속 확산 반사 상태와 투명 상태 사이에서 스위칭을 행하므로, 소자 전체로서 투명도가 높은 것이 바람직하다. 투명도가 높은 상태를 형성하기 위해서는, 기판(4) 및 전극(3a, 3b)뿐만 아니라, 변환층(2)을 가시광역의 전범위에서 투과율이 높은 (흡수가 없는) 재료로 형성할 필요가 있다. 그러나, 수소 저장 재료 등의 변환 재료는, 금속 또는 착색한 재료인 경우가 많고, 이러한 변환 재료의 층으로부터 투명성이 높은 변환층(2)을 형성하는 것은 어렵다. 이 때문에, 변환 재료의 미립자를 투명한 재료와 혼합함으로써 변환층(2)을 형성하는 것이 바람직하다. 구체적으로 설명하면, 광의 파장 이하의 입경을 갖는 나노 입자를 변환 재료로 형성하고, 이 나노 입자를 투명성이 우수한 바인더 수지로 결합할 수 있다. 이와 같이 하여 제작되는 변환층(2)은, 투명성 및 수소 저장 능력의 양방을 발휘할 수 있을 뿐만 아니라, 변환 재료가 나노 입자화함으로써, 그 표면적이 증가하기 때문에, 수소의 흡방출 효율도 상승하는 것도 기대된다. 변환 재료에 의한 수소의 흡방출 효율이 상승되면, 조광 동작의 응답 속도가 향상되므로 바람직하다. 초미립자 상태의 변환 재료로서는, 카본계 재료(CNT, 플라렌 등)나 칼륨-흑연층 화합물 등을 이용할 수도 있다.

조광층(1)과 변환층(2) 사이에서의 전하나 이온의 교환을 행하기 때문에, 조광층(1)과 변환층(2)과의 사이에 도전성 고분자 P1의 막을 배치하는 것이 바람직하다. 전하 이동성을 갖는 고분자막 외에 추가로, 전해질막을 배치하여도 된다. 이 러한 막을 배치하면, 수소 이온의 이동이 전해질을 통하여 발생하기 쉬우므로 특성을 향상시키는 것도 가능하다.

이하, 도 22 및 도 23을 참조하면서, 조광 입자를 포함하는 타입의 다른 조광 소자(10F, 10G, 10H)를 설명한다.

도 22의 (a)에 도시하는 조광 소자(10F)는, 변환층을 제1 변환층(2a)과 제2 변환층(2b)과의 복수층으로 분리한 구성을 갖고 있다. 여기까지 설명한 조광 소자에서는, 수소 등의 특정 원소를 조광층(1)에 도핑함으로써 조광층(1)의 상태를 변화시키기 때문에, 2개의 변환층(2a, 2b)에서 조광층(1)을 사이에 둔 구성을 채용하면, 효율적인 도핑이 가능해지고, 조광에 필요한 상태 변화의 속도가 향상된다. 조광층(1)은, 전극으로서 기능할 수 있기 때문에, 도 22의 (a)의 예에서는, 조광층(1)을 전극으로서 이용하고 있다.

도 22의 (a)의 조광 소자에서는, 수소의 흡방출을 행하는 부분이 제1 변환층(2a), 조광층(1), 및 제2 변환층(2b)의 3층 구조를 갖고 있지만, 더 다층화하는 것도 가능하다. 조광층(1)이 단층이면, 조광의 정도가 불충분한 경우에도, 조광층(1)의 층수를 증가시킴으로써, 조광의 정도를 충분히 크게 하는 것이 가능하게 된다.

조광층(1)의 도전성이 낮기 때문에 전극으로서 이용할 수 없는 경우에는, 도 22의 (b)에 도시하는 조광 소자(10G)와 같이, 조광층을 제1 조광층(1a)과 제2 조광층(1b)과의 2 층으로 분리하고, 이들 조광층의 사이에 전극(3c)을 삽입하여도 된다. 도 22의 (b)의 조광 소자(10G)에서도, 조광층(1)을 더 다층화할 수 있다.

도 22의 (a) 및 도 22의 (b)의 어느 하나의 조광 소자도, 각 층을 순차적으로 적층함으로써 용이하게 제작할 수 있다. 또한, 조광층, 변환층, 전극 및 기판은, 적층수가 상이한 것 이외에는 도 21에 도시한 조광 소자(10E)와 마찬가지의 구성을 가질 수 있다.

도 23에 도시하는 조광 소자(10H)에서는, 변환층(2)의 기능 분리를 행하기 위해, 변환층(2)에 다층 구조를 부여하고 있다. 전술한 바와 같이, 변환층(2)의 기능은 수소를 저장하고, 또한 전하의 주입/방출에 따라 수소를 방출/재저장하는 것이다. 이들 기능을 하나의 재료로 실행하는 것보다도, 기능마다 서로 다른 재료를 선택하여, 각각의 재료로 이루어지는 층을 중첩시키는 쪽이 용이하다. 즉, 변환층을, 전하 또는 이온의 교환을 행하기 위한 전하 수송 재료 또는 전해질 재료로 형성한 제1 변환층(2a)과, 수소 저장의 기능을 갖는 재료로 형성한 제1 변환층(2a)으로 분리함으로써, 효율적인 수소 이동을 행할 수 있다.

여기서는, 도전성 고분자 재료 P1(전자, 정공 양 전하를 수송할 수 있는 재료)과, 굴절율이 글래스와 거의 동등한 아크릴계 수지를 혼합하여 형성한 전하·이온 교환층을 제1 변환층(2a)으로서 이용하고 있다. 또한, AB5형 Mm 수소 저장 합금인 Ni 합금의 초미립자(분산 중심 반경 10㎚)를 굴절율이 글래스와 거의 동등한 아크릴계 수지와 혼합한 블렌드 수지를 이용하여 제2 변환층(2b)으로서 기능시키고 있다. 또한, 이러한 변환층의 기능 분리는, 도 21이나 도 22에 도시한 어느 하나의 조광 소자에도 적용할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 표시 시스템에 이용되는 조광 소자로서는, 여기서 예 를 든 것에 한정되지 않고, 광 반사 상태와 광 투과 상태를 전환하여 나타낼 수 있는 것이면 이용할 수 있다. 예를 들면, 콜레스테릭 액정 재료로 이루어지는 액정층을 구비한 액정 소자나, 고분자 분산형의 액정층을 구비한 액정 소자를 조광 소자로서 이용해도 된다. 이러한 액정 소자를 조광 소자로서 이용한 경우에도, 조광 소자가, 복수의 조광 영역을 갖고, 또한 표시 소자에 표시되어 있는 정보의 종류에 따라 각 조광 영역의 광 반사 상태와 광 투과 상태를 선택적으로 전환할 수 있는 구성을 갖고 있는 것에 의해, 콘텐츠의 종류에 따라 최적의 시인성의 모드에서 표시를 행할 수 있다. 그 때문에, 표시 시스템을 멀티 콘텐츠의 표시에 적합하게 이용할 수 있다.

단, 도시하여 설명한 바와 같은 금속 반사 상태와 투과 상태를 스위칭할 수 있는 조광 소자는, 금속 반사 상태를 이용하므로 광의 이용 효율(반사율)을 높게 할 수 있으며, 또한 메모리성을 갖고 있으므로 소비 전력을 저감할 수 있다. 그 때문에, 이러한 조광 소자를 이용함으로써, 멀티 신에서의 사용에 특히 적합한 표시 시스템이 얻어진다.

이것에 대하여, 콜레스테릭 액정을 이용한 액정 소자는, 원리적으로 입사광의 반(p 파와 s 파 중 어느 한 쪽)밖에 반사할 수 없으며, 투과 상태에서도 반사광이 존재하므로 광의 이용 효율이 낮다. 또한, 고분자 분산형 액정을 이용한 액정 소자는, 메모리성을 갖지 않으므로, 액정층에 항상 전압을 인가해 둘 필요가 있어, 소비 전력면에서 불리하고, 고분자의 매트릭스 내에 분산된 볼 형상의 액정 재료는, 매트릭스 재료와의 굴절율차에 의한 전반사 조건에 의해 광을 반사하므로, 전 방향의 광을 반사할 수는 없다. 금속 반사 상태를 이용하는 조광 소자는, 기본적으로 전방향으로부터의 광을 반사할 수 있으므로, 광의 이용 효율이 높다.

또한, 광을 미러 반사할 수 있는 조광 소자(예를 들면 도 7 등에 도시되어 있음)를 표시 소자의 전면에 배치하면, 디스플레이와 거울을 겸용한 인테리어로서 표시 시스템을 이용할 수 있다.

본 발명에 따르면, 투과 모드의 표시 및 반사 모드의 표시 양방에서 양호한 표시 특성을 갖고, 멀티 신에서의 사용 및/또는 멀티 콘텐츠의 표시에 적합한 표시 시스템이 제공된다.

Claims

광 반사 상태와 광 투과 상태를 전환하여 나타낼 수 있는 조광(調光) 소자와,

상기 조광 소자를 투과한 광 및/또는 상기 조광 소자에 의해 반사된 광을 변조시킴으로써 정보를 표시하는 표시 소자를 포함한 표시 시스템으로서,

상기 조광 소자는, 각각이 독립적으로 광 반사 상태와 광 투과 상태를 전환하여 나타낼 수 있는 복수의 영역을 갖고, 상기 표시 소자에 복수 종류의 정보가 표시되어 있을 때, 상기 표시되어 있는 정보의 종류에 따라 상기 복수의 영역 각각의 광 반사 상태와 광 투과 상태를 선택적으로 전환할 수 있는 표시 시스템.
제1항에 있어서,

상기 표시 소자는, 상기 조광 소자를 투과한 광을 변조시킴으로써 표시를 행하는 제1 표시 영역과, 상기 조광 소자에 의해서 반사된 광을 변조시킴으로써 표시를 행하는 제2 표시 영역에 서로 다른 종류의 표시 신호를 공급하는 표시 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 표시 소자는 복수의 화소를 갖고,

상기 조광 소자가 갖는 상기 복수의 영역 각각은, 상기 복수의 화소 각각에 일대일로 대응하고 있는 표시 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 조광 소자는, 제1 층 및 제2 층을 포함하는 적층 구조를 포함하고, 외부 자극에 응답하여 상기 제1 층의 광 반사율이 변화하는 조광 소자로서,

상기 제1 층은, 특정 원소의 농도에 따라 광학적 특성이 변화하는 제1 재료를 포함하고 있고,

상기 제2 층은, 상기 특정 원소를 함유할 수 있는 제2 재료를 포함하고, 상기 제2 재료는 상기 외부 자극에 따라 상기 특정 원소를 방출 또는 흡수하는 표시 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 조광 소자는, 외부 자극에 응답하여 광 반사율이 변화하는 조광층을 포함한 조광 소자로서,

상기 조광층은, 특정 원소의 농도에 따라 광학적 특성이 변화하는 제1 재료를 포함하고 있고, 상기 제1 재료는 입자인 표시 시스템.
광 반사 상태와 광 투과 상태를 전환하여 나타낼 수 있는 조광 소자와,

입사광을 변조시킴으로써 표시를 행하는 표시 소자를 포함한 표시 시스템으로서,

상기 조광 소자는, 제1 층 및 제2 층을 포함하는 적층 구조를 포함하고, 외 부 자극에 응답하여 상기 제1 층의 광 반사율이 변화하는 조광 소자이고,

상기 제1 층은, 특정 원소의 농도에 따라 광학적 특성이 변화하는 제1 재료를 포함하고 있고,

상기 제2 층은, 상기 특정 원소를 함유할 수 있는 제2 재료를 포함하고, 상기 제2 재료는 상기 외부 자극에 따라 상기 특정 원소를 방출 또는 흡수하는 표시 시스템.
제6항에 있어서,

상기 표시 소자는, 상기 조광 소자를 투과한 광 및/또는 상기 조광 소자에 의해 반사된 광을 변조시킴으로써 표시를 행하는 표시 시스템.
제6항 또는 제7항에 있어서,

상기 원소는 수소이고, 상기 제1 재료는 수소 농도에 따라 광 반사 상태와 광 투과 상태 사이를 천이할 수 있는 표시 시스템.
제8항에 있어서,

상기 제2 층은 수소 저장 재료를 포함하고 있는 표시 시스템.
제9항에 있어서,

상기 제1 층 및 상기 제2 층 각각의 수소 평형압-조성 등온선(PTC 특성 곡 선)이 거의 평탄한 영역에서 동작하는 표시 시스템.
제10항에 있어서,

상기 PTC 특성 곡선은 거의 평탄한 영역에서, 상기 제1 층 및 상기 제2 층의 수소 평형 압력이 거의 동등한 표시 시스템.
제11항에 있어서,

상기 제2 층에서의 PTC 특성 곡선이 거의 평탄한 영역의 수소 저장량의 범위는, 상기 제1 층에서의 PTC 특성 곡선이 거의 평탄한 영역의 수소 저장량의 범위를 포함하고 있는 표시 시스템.
제6항 또는 제7항에 있어서,

상기 제2 재료는 전자의 수수(授受)에 의해, 상기 특정 원소의 방출 또는 흡수를 행하는 표시 시스템.
제6항 또는 제7항에 있어서,

상기 제2 재료는, 광의 조사에 의해, 상기 특정 원소의 방출 또는 흡수를 행하는 표시 시스템.
제14항에 있어서,

상기 제2 층은, 광촉매성을 갖는 재료를 포함하고 있는 표시 시스템.
제6항 또는 제7항에 있어서,

상기 특정 원소의 이온을 상기 제2 재료로부터 상기 제1 재료로, 또는 상기 제1 재료로부터 상기 제2 재료로 이동시키기 위한 전계를 형성하는 한 쌍의 도전층을 포함하고 있는 표시 시스템.
제16항에 있어서,

상기 제1 및 제2 층은, 상기 한 쌍의 도전층의 사이에 위치하고 있는 표시 시스템.
제16항에 있어서,

상기 제1 층은 도전성을 갖고 있고, 상기 한 쌍의 도전층의 한 쪽으로서 기능하는 표시 시스템.
제16항에 있어서,

상기 제2 층은 도전성을 갖고 있고, 상기 한 쌍의 도전층의 한 쪽으로서 기능하는 표시 시스템.
제6항 또는 제7항에 있어서,

상기 제2 층은 광 투과성을 갖고 있는 표시 시스템.
제6항 또는 제7항에 있어서,

상기 제1 층 및 제2 층 중 적어도 한 쪽이 다층 구조를 갖고 있는 표시 시스템.
광 반사 상태와 광 투과 상태를 전환하여 나타낼 수 있는 조광 소자와,

입사광을 변조시킴으로써 표시를 행하는 표시 소자를 포함한 표시 시스템으로서,

상기 조광 소자는, 외부 자극에 응답하여 광 반사율이 변화하는 조광층을 포함한 조광 소자이고,

상기 조광층은, 특정 원소의 농도에 따라 광학적 특성이 변화하는 제1 재료를 포함하고 있고, 상기 제1 재료는 입자인 표시 시스템.
제22항에 있어서,

상기 표시 소자는, 상기 조광 소자를 투과한 광 및/또는 상기 조광 소자에 의해 반사된 광을 변조시킴으로써 표시를 행하는 표시 시스템.
제22항에 있어서,

상기 제1 재료는, 상기 특정 원소의 농도에 따라 광 반사 상태와 광 투과 상태 사이를 천이할 수 있는 표시 시스템.
제24항에 있어서,

상기 제1 재료가 상기 광 반사 상태일 때, 상기 조광층은 광을 확산 반사하는 표시 시스템.
제22항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 입자의 직경은 350 ㎚ 이상이고, 또한 상기 조광층의 두께 이하인 표시 시스템.
제22항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 특정 원소는 수소인 표시 시스템.
제22항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 특정 원소를 함유할 수 있는 제2 재료를 포함하는 변환층을 더 포함하고, 상기 제2 재료는 상기 외부 자극에 따라 상기 특정 원소를 방출 또는 흡수하는 표시 시스템.
제28항에 있어서,

상기 특정 원소는 수소이고, 상기 변환층은 수소 저장 재료를 포함하고 있는 표시 시스템.
제29항에 있어서,

상기 조광층 및 상기 변환층 각각의 수소 평형압-조성 등온선(PTC 특성 곡선)이 거의 평탄한 영역에서 동작하는 표시 시스템.
제30항에 있어서,

상기 PTC 특성 곡선이 거의 평탄한 영역에서, 상기 조광층 및 상기 변환층의 수소 평형 압력이 거의 동등한 표시 시스템.
제31항에 있어서,

상기 변환층에서의 PTC 특성 곡선이 거의 평탄한 영역의 수소 저장량의 범위는, 상기 조광층에서의 PTC 특성 곡선이 거의 평탄한 영역의 수소 저장량의 범위를 포함하고 있는 표시 시스템.
제28항에 있어서,

상기 제2 재료는, 전자의 수수에 의해, 상기 특정 원소의 방출 또는 흡수를 행하는 표시 시스템.
제28항에 있어서,

상기 제2 재료는, 전기 화학적 반응에 의해, 상기 특정 원소의 방출 또는 흡수를 행하는 표시 시스템.
제28항에 있어서,

상기 특정 원소의 이온을 상기 제2 재료로부터 상기 제1 재료로, 또는 상기 제1 재료로부터 상기 제2 재료로 이동시키기 위한 전계를 형성하는 한 쌍의 도전층을 포함하고 있는 표시 시스템.
제35항에 있어서,

상기 조광층 및 상기 변환층은, 상기 한 쌍의 도전층 사이에 위치하고 있는 표시 시스템.
제35항에 있어서,

상기 조광층은 도전성을 갖고 있고, 상기 한 쌍의 도전층의 한 쪽으로서 기능하는 표시 시스템.
제35항에 있어서,

상기 변환층은 도전성을 갖고 있고, 상기 한 쌍의 도전층의 한 쪽으로서 기능하는 표시 시스템.
제28항에 있어서,

상기 변환층은, 광 투과성을 갖고 있는 표시 시스템.
제28항에 있어서,

상기 조광층 및 변환층 중 적어도 한 쪽이 다층 구조를 갖고 있는 표시 시스템.
제1항, 제2항, 제6항, 제7항, 제22항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 표시 소자는, 한 쌍의 기판과, 상기 한 쌍의 기판 사이에 설치된 액정층을 갖는 액정 표시 소자인 표시 시스템.
제1항, 제2항, 제6항, 제7항, 제22항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 표시 소자에 대하여 관찰자와는 반대측에 배치된 조명 장치를 더 포함하고 있는 표시 시스템.
제42항에 있어서,

상기 조광 소자는, 상기 표시 소자와 상기 조명 장치 사이에 배치되어 있는 표시 시스템.
제1항, 제2항, 제6항, 제7항, 제22항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 조광 소자는, 상기 표시 소자의 내부에 설치되어 있는 표시 시스템.
제1항, 제2항, 제6항, 제7항, 제22항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 표시 소자는, 제1 컬러 필터를 포함하고 있는 표시 시스템.
제1항, 제2항, 제6항, 제7항, 제22항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 조광 소자는, 제2 컬러 필터를 포함하고 있는 표시 시스템.
제4항에 있어서,

상기 표시 소자는, 제1 컬러 필터를 포함하고, 상기 조광 소자는, 제2 컬러 필터를 포함하고, 상기 제2 컬러 필터는, 상기 제1 층에 대하여 관찰자와는 반대측에 배치되어 있는 표시 시스템.
제22항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 표시 소자는, 제1 컬러 필터를 포함하고, 상기 조광 소자는, 제2 컬러 필터를 포함하고, 상기 제2 컬러 필터는, 상기 조광층에 대하여 관찰자와는 반대측에 배치되어 있는 표시 시스템.