KR101299053B1 - 광 투과 조절 방법, 광 투과 조절 장치 및 이를 제조하기 위한 방법 - Google Patents

광 투과 조절 방법, 광 투과 조절 장치 및 이를 제조하기 위한 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 광 투과 조절 방법은, 광을 차단하는 물질로 이루어진 입자, 상기 입자가 분산되고 전기 습윤(Electrowetting) 특성을 갖는 제1 용매 및 제1 용매와 혼합되지 않는 제2 용매가 광 입사면에 의하여 커버되는 공간에 존재하는 상태에서 - 상기 입자는 제1 용매와 혼합되는 반면에 제2 용매와는 혼합되지 않음 - , 상기 제1 용매에 인가되는 전기장을 조절하여 상기 제1 용매의 상기 광 입사면에 대한 차단 면적을 제어함으로써, 광 투과도를 조절하는 것을 특징으로 한다.

Description

광 투과 조절 방법, 광 투과 조절 장치 및 이를 제조하기 위한 방법{METHOD FOR CONTROLLING LIGHT TRANSMITTANCE, DEVICE FOR CONTROLLING LIGHT TRANSMITTANCE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 광 투과 조절 방법, 광 투과 조절 장치 및 이를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 광을 차단하는 물질로 이루어진 입자가 분산된 용매의 광 입사면에 대한 차단 면적을 제어함으로써 광 투과도를 조절하는 방법, 장치 및 이를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.
광 투과도를 조절하기 위한 다양한 종래 기술이 소개된 바 있다.
먼저, 고분자 분산형 액정(PDLC, Polymer Disperized Liquid Crystal)을 이용한 광 투과도 조절 기술을 예로 들 수 있다. 고분자 분산형 액정은 광의 산란 강도에 따라 광의 투과를 제어하는 액정으로서, 전압(즉, 전기장)을 인가하지 않으면 액정 분자의 방향이 불규칙해져 매체와 굴절률이 다른 계면에서 산란이 발생하여 광 투과도가 낮아지고, 전압을 인가하면 액정의 방향이 가지런하게 되어 계면에서의 굴절률이 일치하게 되어 광 투과도가 높아진다. 하지만, 이러한 종래 기술에 의하면, 전압을 인가하여 투명한 상태를 구현하려고 하더라도 액정에 의한 광의 산란으로 인해 100%에 가까운 높은 광 투과도를 구현하기는 어렵다는 문제점과 셀의 두께를 크게 하지 않으면 콘트라스트가 확보되지 않기 때문에 결과적으로 구동 전압이 높아진다는 문제점이 발생하게 된다.
다음으로, 부유 입자 장치(SPD, Suspended Particle Device)를 이용한 광 투과도 조절 기술을 예로 들 수 있는데, 이 기술에 따르면, 전기장을 인가하여 용액에 분산된 입자의 배열을 제어함으로써 광 투과도를 조절하게 된다. 하지만, 이러한 종래 기술에 따르면, 용액 내에 광범위하게 분산되어 있는 입자로 인하여 100%에 가까운 높은 광 투과도를 구현하기는 어렵다는 문제점이 발생하게 된다.
다음으로, 전기 습윤 디스플레이(EWD, ElectroWetting Display)를 이용한 광 투과도 조절 기술을 예로 들 수 있다. 이 기술에 따르면, 광 차단제(예를 들면, 염료 등)를 포함하는 제1 용액 및 제1 용액과 서로 섞이지 않는 제2 용액에 대하여 전기장을 인가하여 제1 용액과 기판 사이의 접촉성(wettability)을 제어함으로써 광 투과도를 조절할 수 있게 된다. 하지만, 전기 습윤 디스플레이를 이용한 종래 기술에서는 용액 내에 분산된 염료(Dye)를 이용하여 광을 차단하는데, 염료만으로는 광을 확실하게 차단하기 어렵기 때문에 광 차단도를 높이는 데에 한계가 있고 광학 밀도(OD, Optical Density) 역시 낮다는 문제점이 발생하고, 또한, 자외선에 의하여 염료가 변성되거나 기판의 표면 상태를 반복적으로(예를 들면, 친수성에서 소수성으로 또는 소수성에서 친수성으로) 변화시킴에 따라 표면 상태의 재현성이 떨어지는 등의 내구성 측면에서의 문제점이 발생하게 된다.
다음으로, 전기 영동 디스플레이(EPD, ElectroPhoretic Display)를 이용한 광 투과도 조절 기술을 예로 들 수 있다. 이에 따르면, 전하를 갖는 입자에 전기장을 인가하여 입자를 이동시키고 이렇게 이동되는 입자에 의하여 광이 차단되는 정도를 조절함으로써, 광 투과도를 조절할 수 있게 된다. 하지만, 이러한 종래 기술에 의하면, 용매 내에서의 입자의 이동 저항으로 인해 입자의 이동 속도가 충분히 빠르지 못하기 때문에 광 투과도 조절의 동작 속도가 느려지게 되는 문제점이 발생하게 된다.
이에, 본 발명자는 광 투과도의 전환 속도를 높이고 광학 밀도를 높임과 동시에 100%에 가까운 높은 광 투과도를 구현할 수 있는 광 투과 조절 방법, 광 투과 조절 장치 및 이를 제조하기 위한 방법을 개발하기에 이르렀다.
본 발명은 상술한 문제점을 모두 해결하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 광을 차단하는 물질로 이루어진 입자가 분산된 제1 용매 및 제1 용매와 혼합되지 않는 제2 용매가 광 입사면에 의하여 커버되는 공간에 혼입된 상태에서 입자 또는 제1 용매에 대하여 인가되는 전기장을 조절하여 제1 용매의 광 입사면에 대한 차단 면적을 제어함으로써 광 투과도를 조절하는 광 투과 조절 방법, 광 투과 조절 장치 및 이를 제조하기 위한 방법를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 광 투과 조절 방법은, 광을 차단하는 물질로 이루어진 입자, 상기 입자가 분산되고 전기 습윤(Electrowetting) 특성을 갖는 제1 용매 및 제1 용매와 혼합되지 않는 제2 용매가 광 입사면에 의하여 커버되는 공간에 존재하는 상태에서 - 상기 입자는 제1 용매와 혼합되는 반면에 제2 용매와는 혼합되지 않음 - , 상기 제1 용매에 인가되는 전기장을 조절하여 상기 제1 용매의 상기 광 입사면에 대한 차단 면적을 제어함으로써, 광 투과도를 조절하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명에 따른 광 투과 조절 방법은, 전하를 갖고 광을 차단하는 물질로 이루어진 입자, 상기 입자가 분산된 제1 용매 및 상기 제1 용매와 혼합되지 않는 제2 용매가 광 입사면에 의하여 커버되는 공간에 존재하는 상태에서 - 상기 입자는 제1 용매와 혼합되는 반면에 제2 용매와는 혼합되지 않음 - , 상기 입자에 인가되는 전기장을 조절하여 상기 입자를 이동시키고 상기 입자와 상기 제1 용매 사이의 경계면에서의 이동 저항과 상기 제1 용매와 상기 제2 용매 사이의 경계면에서의 이동 저항의 차이를 이용하여 상기 입자와 함께 상기 제1 용매를 이동시켜 상기 제1 용매의 상기 광 입사면에 대한 차단 면적을 제어함으로써, 광 투과도를 조절하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명에 따른 광 투과 조절 방법은, 전하를 갖고 광을 차단하는 물질로 이루어진 입자, 상기 입자가 분산되고 전기 습윤(Electrowetting) 특성을 갖는 제1 용매 및 상기 제1 용매와 혼합되지 않는 제2 용매가 광 입사면에 의하여 커버되는 공간에 존재하는 상태에서 - 상기 입자는 제1 용매와 혼합되는 반면에 제2 용매와는 혼합되지 않음 - , 상기 제1 용매에 인가되는 전기장을 조절하여 상기 제1 용매의 상기 광 입사면에 대한 차단 면적을 제어함으로써, 그리고, 상기 입자에 인가되는 전기장을 조절하여 상기 입자를 이동시키고 상기 입자와 상기 제1 용매 사이의 경계면에서의 이동 저항과 상기 제1 용매와 상기 제2 용매 사이의 경계면에서의 이동 저항의 차이를 이용하여 상기 입자와 함께 상기 제1 용매를 이동시켜 상기 제1 용매의 상기 광 입사면에 대한 차단 면적을 제어함으로써, 광 투과도를 조절하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명에 따른 광 투과 조절 방법은, 광을 차단하는 물질로 이루어진 입자, 상기 입자가 분산되는 제1 용매 및 제1 용매와 혼합되지 않고 전기 습윤(Electrowetting) 특성을 갖는 제2 용매가 광 입사면에 의하여 커버되는 공간에 존재하는 상태에서 - 상기 입자는 제1 용매와 혼합되는 반면에 제2 용매와는 혼합되지 않음 - , 상기 제2 용매에 인가되는 전기장을 조절하여 상기 제2 용매의 상기 광 입사면에 대한 차단 면적을 제어하고 이를 통해 상기 제1 용매의 상기 광 입사면에 대한 차단 면적을 간접적으로 제어함으로써, 광 투과도를 조절하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 용매 및 상기 제2 용매는 광 투과성 물질로 이루어질 수 있다.
상기 입자 및 상기 제1 용매는 친수성이고 상기 제2 용매는 소수성이거나, 상기 입자 및 상기 제1 용매는 소수성이고 상기 제2 용매는 친수성일 수 있다.
상기 입자 및 상기 제1 용매는 극성이고 상기 제2 용매는 비극성이거나, 상기 입자 및 상기 제1 용매는 비극성이고 상기 제2 용매는 극성일 수 있다.
상기 입자와 상기 제1 용매 사이의 경계면에서의 이동 저항이 상기 제1 용매와 상기 제2 용매 사이의 경계면에서의 이동 저항보다 클 수 있다.
상기 입자, 상기 제1 용매 및 상기 제2 용매는 광투과성 물질의 캡슐(capsule)에 의하여 캡슐화될 수 있다.
상기 입자, 상기 제1 용매 및 상기 제2 용매는 절연 물질의 셀(cell)에 의하여 구획화될 수 있다.
상기 입자, 상기 제1 용매 및 상기 제2 용매에 상기 전기장을 인가한 후에 상기 전기장과 반대 방향의 전기장 또는 교류 전기장을 인가하여 상기 입자, 상기 제1 용매 및 상기 제2 용매의 배치 상태를 초기화(reset)할 수 있다.
상기 입자 및 상기 제1 용매가 친수성인 경우에 상기 입자 및 상기 제1 용매는 친수성인 격벽에 의하여 둘러싸이고, 상기 입자 및 상기 제1 용매가 소수성인 경우에 상기 입자 및 상기 제1 용매는 소수성인 격벽에 의하여 둘러싸이고, 상기 입자 및 상기 제1 용매에 대하여 전기장이 인가되지 않으면 상기 제1 용매는 상기 격벽 상에 접촉될 수 있다.
상기 전기장의 세기, 방향, 인가 시간, 인가 횟수 및 인가 주기 중 적어도 하나를 조절함에 따라 광 투과도가 조절될 수 있다.
상기 전기장이 인가되지 않는 경우에, 상기 제1 용매의 전기장이 인가되지 않는 경우의 상기 광 입사면에 대한 습윤 특성에 따라, 상기 제1 용매의 상기 광 입사면에 대한 차단 면적이 결정되도록 할 수 있다.
전기장이 인가되지 않는 경우에 상기 제1 용매의 상기 광 입사면에 대한 접촉각(contact angle)과 상기 제2 용매의 상기 광 입사면에 대한 접촉각의 차이가 기설정된 범위 이내인 경우에 상기 인가되던 전기장이 차단된 후에도 상기 전기장이 인가되었던 때의 상기 제1 용매의 상기 광 입사면에 대한 차단 면적이 유지될 수 있다.
그리고, 본 발명에 따른 광 투과 조절 장치는, 광을 차단하는 물질로 이루어진 입자, 상기 입자가 분산되고 전기 습윤(Electrowetting) 특성을 갖는 제1 용매, 및 상기 제1 용매와 혼합되지 않는 제2 용매를 포함하고, 상기 입자는 제1 용매와 혼합되는 반면에 제2 용매와는 혼합되지 않고, 상기 제1 용매에 인가되는 전기장을 조절하여 상기 제1 용매의 광 입사면에 대한 차단 면적을 제어함으로써, 광 투과도를 조절하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명에 따른 광 투과 조절 장치는, 전하를 갖고 광을 차단하는 물질로 이루어진 입자, 상기 입자가 분산된 제1 용매, 및 상기 제1 용매와 혼합되지 않는 제2 용매를 포함하고, 상기 입자는 제1 용매와 혼합되는 반면에 제2 용매와는 혼합되지 않고, 상기 입자에 인가되는 전기장을 조절하여 상기 입자를 이동시키고 상기 입자와 상기 제1 용매 사이의 경계면에서의 이동 저항과 상기 제1 용매와 상기 제2 용매 사이의 경계면에서의 이동 저항의 차이를 이용하여 상기 입자와 함께 상기 제1 용매를 이동시켜 상기 제1 용매의 광 입사면에 대한 차단 면적을 제어함으로써, 광 투과도를 조절하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명에 따른 광 투과 조절 장치는, 전하를 갖고 광을 차단하는 물질로 이루어진 입자, 상기 입자가 분산되고 전기 습윤(Electrowetting) 특성을 갖는 제1 용매, 및 상기 제1 용매와 혼합되지 않는 제2 용매를 포함하고, 상기 입자는 제1 용매와 혼합되는 반면에 제2 용매와는 혼합되지 않고, 상기 제1 용매에 인가되는 전기장을 조절하여 상기 제1 용매의 광 입사면에 대한 차단 면적을 제어함으로써, 그리고, 상기 입자에 인가되는 전기장을 조절하여 상기 입자를 이동시키고 상기 입자와 상기 제1 용매 사이의 경계면에서의 이동 저항과 상기 제1 용매와 상기 제2 용매 사이의 경계면에서의 이동 저항의 차이를 이용하여 상기 입자와 함께 상기 제1 용매를 이동시켜 상기 제1 용매의 상기 광 입사면에 대한 차단 면적을 제어함으로써, 광 투과도를 조절하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명에 따른 광 투과 조절 장치는, 광을 차단하는 물질로 이루어진 입자, 상기 입자가 분산되는 제1 용매, 및 제1 용매와 혼합되지 않고 전기 습윤(Electrowetting) 특성을 갖는 제2 용매를 포함하고, 상기 입자는 제1 용매와 혼합되는 반면에 제2 용매와는 혼합되지 않고, 상기 제2 용매에 인가되는 전기장을 조절하여 상기 제2 용매의 상기 광 입사면에 대한 차단 면적을 제어하고 이를 통해 상기 제1 용매의 상기 광 입사면에 대한 차단 면적을 간접적으로 제어함으로써, 광 투과도를 조절하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 용매 및 상기 제2 용매는 광 투과성 물질로 이루어질 수 있다.
상기 입자 및 상기 제1 용매는 친수성이고 상기 제2 용매는 소수성이거나, 상기 입자 및 상기 제1 용매는 소수성이고 상기 제2 용매는 친수성일 수 있다.
상기 입자 및 상기 제1 용매는 극성이고 상기 제2 용매는 비극성이거나, 상기 입자 및 상기 제1 용매는 비극성이고 상기 제2 용매는 극성일 수 있다.
상기 입자와 상기 제1 용매 사이의 경계면에서의 이동 저항이 상기 제1 용매와 상기 제2 용매 사이의 경계면에서의 이동 저항보다 클 수 있다.
상기 입자, 상기 제1 용매 및 상기 제2 용매는 광투과성 물질의 캡슐(capsule)에 의하여 캡슐화될 수 있다.
상기 입자, 상기 제1 용매 및 상기 제2 용매는 절연 물질의 셀(cell)에 의하여 구획화될 수 있다.
상기 입자, 상기 제1 용매 및 상기 제2 용매에 상기 전기장을 인가한 후에 상기 전기장과 반대 방향의 전기장 또는 교류 전기장을 인가하여 상기 입자, 상기 제1 용매 및 상기 제2 용매의 배치 상태를 초기화(reset)할 수 있다.
상기 입자 및 상기 제1 용매가 친수성인 경우에 상기 입자 및 상기 제1 용매는 친수성인 격벽에 의하여 둘러싸이고, 상기 입자 및 상기 제1 용매가 소수성인 경우에 상기 입자 및 상기 제1 용매는 소수성인 격벽에 의하여 둘러싸이고, 상기 입자 및 상기 제1 용매에 대하여 전기장이 인가되지 않으면 상기 제1 용매는 상기 격벽 상에 접촉될 수 있다.
상기 전기장의 세기, 방향, 인가 시간, 인가 횟수 및 인가 주기 중 적어도 하나를 조절함에 따라 광 투과도가 조절될 수 있다.
상기 전기장이 인가되지 않는 경우에, 상기 제1 용매의 전기장이 인가되지 않는 경우의 상기 광 입사면에 대한 습윤 특성에 따라, 상기 제1 용매의 상기 광 입사면에 대한 차단 면적이 결정되도록 할 수 있다.
전기장이 인가되지 않는 경우에 상기 제1 용매의 상기 광 입사면에 대한 접촉각(contact angle)과 상기 제2 용매의 상기 광 입사면에 대한 접촉각의 차이가 기설정된 범위 이내인 경우에 상기 인가되던 전기장이 차단된 후에도 상기 전기장이 인가되었던 때의 상기 제1 용매의 상기 광 입사면에 대한 차단 면적이 유지될 수 있다.
그리고, 본 발명에 따른 광 투과 조절 방법은, 광을 차단하는 물질로 이루어진 입자 및 상기 입자가 분산되고 전기 습윤(Electrowetting) 특성을 갖는 제1 용매가 광 입사면에 의하여 커버되는 공간에 존재하는 상태에서, 상기 제1 용매에 인가되는 전기장을 조절하여 상기 제1 용매의 상기 광 입사면에 대한 차단 면적을 제어함으로써, 광 투과도를 조절하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명에 따른 광 투과 조절 방법은, 전하를 갖고 광을 차단하는 물질로 이루어진 입자 및 상기 입자가 분산된 제1 용매가 광 입사면에 의하여 커버되는 공간에 존재하는 상태에서, 상기 입자에 인가되는 전기장을 조절하여 상기 입자를 이동시키고 상기 입자와 상기 제1 용매 사이의 경계면에서의 이동 저항을 이용하여 상기 입자와 함께 상기 제1 용매를 이동시켜 상기 제1 용매의 상기 광 입사면에 대한 차단 면적을 제어함으로써, 광 투과도를 조절하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명에 따른 광 투과 조절 방법은, 전하를 갖고 광을 차단하는 물질로 이루어진 입자 및 상기 입자가 분산되고 전기 습윤(Electrowetting) 특성을 갖는 제1 용매가 광 입사면에 의하여 커버되는 공간에 존재하는 상태에서, 상기 제1 용매에 인가되는 전기장을 조절하여 상기 제1 용매의 상기 광 입사면에 대한 차단 면적을 제어함으로써, 그리고, 상기 입자에 인가되는 전기장을 조절하여 상기 입자를 이동시키고 상기 입자와 상기 제1 용매 사이의 경계면에서의 이동 저항을 이용하여 상기 입자와 함께 상기 제1 용매를 이동시켜 상기 제1 용매의 상기 광 입사면에 대한 차단 면적을 제어함으로써, 광 투과도를 조절하는 것 을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명에 따른 광 투과 조절 장치는, 광을 차단하는 물질로 이루어진 입자, 및 상기 입자가 분산되고 전기 습윤(Electrowetting) 특성을 갖는 제1 용매를 포함하고, 상기 제1 용매에 인가되는 전기장을 조절하여 상기 제1 용매의 광 입사면에 대한 차단 면적을 제어함으로써, 광 투과도를 조절하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명에 따른 광 투과 조절 장치는, 전하를 갖고 광을 차단하는 물질로 이루어진 입자, 및 상기 입자가 분산된 제1 용매를 포함하고, 상기 입자에 인가되는 전기장을 조절하여 상기 입자를 이동시키고 상기 입자와 상기 제1 용매 사이의 경계면에서의 이동 저항을 이용하여 상기 입자와 함께 상기 제1 용매를 이동시켜 상기 제1 용매의 광 입사면에 대한 차단 면적을 제어함으로써, 광 투과도를 조절하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명에 따른 광 투과 조절 장치는, 전하를 갖고 광을 차단하는 물질로 이루어진 입자, 및 상기 입자가 분산되고 전기 습윤(Electrowetting) 특성을 갖는 제1 용매를 포함하고, 상기 제1 용매에 인가되는 전기장을 조절하여 상기 제1 용매의 광 입사면에 대한 차단 면적을 제어함으로써, 그리고, 상기 입자에 인가되는 전기장을 조절하여 상기 입자를 이동시키고 상기 입자와 상기 제1 용매 사이의 경계면에서의 이동 저항을 이용하여 상기 입자와 함께 상기 제1 용매를 이동시켜 상기 제1 용매의 상기 광 입사면에 대한 차단 면적을 제어함으로써, 광 투과도를 조절하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명에 따른 광 투과 조절 장치를 제조하기 위한 방법은, 상기 입자가 분산된 상기 제1 용매와 상기 제2 용매를 혼합하여 에멀젼을 형성시키는 단계, 및 상기 에멀젼을 셀 내에 주입하는 단계 - 상기 셀 내에 주입된 에멀젼은 시간이 지남에 따라 상기 제1 용매와 상기 제2 용매로 분리됨 - 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명에 다른 광 투과 조절 장치를 제조하기 위한 방법은, 상기 입자가 분산된 상기 제1 용매를 셀 내에 주입함으로써 상기 제1 용매가 셀 내부의 일부 영역에만 배치되도록 하는 단계 - 상기 셀은 적어도 하나의 격벽을 이용하여 기판을 구분함으로써 형성됨 - , 및 상기 제1 용매가 주입된 셀 내에 상기 제2 용매를 주입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 의하면, 종래의 전기 영동 디스플레이(EPD)를 이용한 광 투과도 조절 기술과 전기 습윤 디스플레이(EWD)를 이용한 광 투과도 조절 기술의 장점만을 갖게 됨으로써, 광 투과도의 전환 속도를 높이고 광학 밀도(OD, Optical Density)를 높임과 동시에 100%에 가까운 높은 광 투과도를 구현할 수 있게 되는 효과가 달성된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광 투과 조절 장치의 구성 및 동작 원리를 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 광 투과 조절 장치의 구성 및 동작 원리를 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 광 투과 조절 장치의 구성 및 동작 원리를 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 광 투과 조절 장치에 인가되는 전압의 패턴을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 광 투과 조절 장치의 전극의 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 광 투과 조절 장치의 셀의 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라 광 투과 조절 장치의 셀에 포함되는 격벽의 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세하게 설명하도록 한다.
광 투과 조절 장치의 구성
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광 투과 조절 장치의 구성 및 동작 원리를 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 광 투과 조절 장치(100)는 제1 용매(110), 입자(120), 제2 용매(130), 하부 전극(140), 상부 전극(150) 및 기판(160)을 포함할 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에 따르면, 제1 용매(110)는 전기 습윤(Electro Wetting) 특성을 갖는 물질로 이루어질 수 있다. 따라서, 하부 전극 및 상부 전극을 통하여 제1 용매(110)에 대하여 전기장이 인가되면 전기 습윤 현상이 발생할 수 있다. 구체적으로, 제1 용매(110)에 대하여 전기장이 인가되면, 제1 용매(110)의 기판(160)(즉, 광 입사면)에 대한 접촉각(contact angle)이 변할 수 있으며, 이에 따라 제1 용매(110)의 기판(160)에 대한 접촉 면적(contact area)(즉, 차단 면적)이 제어될 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 입자(120)는 광을 차단할 수 있는 물질로 이루어질 수 있고, 고유의 컬러를 가질 수 있다. 예를 들면, 입자(120)는 탄소(C), 산화티타늄(TiOx) 등을 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 입자(120)는 제1 용매(110)에 분산되어 있을 수 있는데, 이에 따라 제1 용매(110)의 기판(160)에 대한 접촉 면적이 넓어지면 입자(120)의 분포 면적이 넓어져 기판(160)에 입사되는 광의 투과도가 낮아질 수 있고, 제1 용매(110)의 기판(160)에 대한 접촉 면적이 좁아지면 입자(120)의 분포 면적이 좁아져 기판(160)에 입사되는 광의 투과도가 높아질 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 제2 용매(130)는 제1 용매(110) 및 입자(120)와 혼합되지 않는 성질을 갖는 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 제1 용매(110) 및 입자(120)가 친수성이면 제2 용매(130)는 소수성일 수 있고, 제1 용매(110) 및 입자(120)가 소수성이면 제2 용매(130)는 친수성일 수 있다. 다른 예를 들면, 제1 용매(110) 및 입자(120)가 극성이면 제2 용매(130)는 비극성일 수 있고, 제1 용매(110) 및 입자(120)가 비극성이면 제2 용매(130)는 극성일 수 있다. 따라서, 입자(120)는 제1 용매(110)와는 혼합되는 반면에 제2 용매(130)와는 혼합되지 않는 상태로 유지될 수 있다.
도 1의 (a)를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 광 투과 조절 장치(100)는 패터닝된 복수의 부분 전극으로 구성되는 하부 전극(140) 중 일부 부분 전극에 (+) 부호의 전압을 인가하고 나머지 부분 전극에는 (-) 부호의 전압을 인가함으로써 전기 습윤 특성을 갖는 제1 용매(110)의 기판(160)에 대한 접촉각을 높이고 이에 따라 제1 용매(110)가 기판(160) 중 (+) 부호의 전압이 인가되는 일부 부분 전극이 위치하는 영역에만 국부적으로 접촉되어 있도록 할 수 있는데, 이러한 경우 광을 차단하는 입자(120)가 분포되는 면적이 좁아지게 되어 기판(160)에 입사되는 광의 투과도가 높아질 수 있다. 반대로, 도 1의 (b)를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 광 투과 조절 장치(100)는 하부 전극(140)을 구성하는 모든 부분 전극에 (+) 부호의 전압을 인가함으로써 전기 습윤 특성을 갖는 제1 용매(110)의 기판(160)에 대한 접촉각을 낮추고 이에 따라 가 기판(160) 중 (+) 부호의 전압이 인가되는 부분 전극이 위치하는 대부분의 영역에 접촉되어 있도록 할 수 있는데, 이러한 경우 광을 차단하는 입자(120)가 분포되는 면적이 넓어지게 되어 기판(160)에 입사되는 광의 투과도가 낮아질 수 있다.
한편, 도 1에서는, 제1 용매(110)가 전기 습윤 특성을 갖는 경우에 대하여만 도시되어 있지만, 본 발명의 제1 실시예에 따른 광 투과 조절 장치의 구성이 반드시 도 1에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 제2 용매(130)가 전기 습윤 특성을 갖는 물질로 이루어질 수 있는데, 이러한 경우에 하부 전극(140)을 통하여 전압을 인가함으로써 제2 용매(130)의 기판(160)에 대한 접촉 면적을 제어할 수 있고 제2 용매(130)와 서로 혼합되지 않는 제1 용매(110)의 기판(160)에 대한 접촉 면적도 간접적으로(또는 상대적으로) 제어할 수 있는데, 이에 따라 결과적으로는 기판(160)에 입사되는 광의 투과도를 조절할 수 있다.
이상에서 살펴본 본 발명의 제1 실시예에 따른 광 투과 조절 장치(100)에 의하면, 종래의 전기 습윤 디스플레이와 비교할 때 광 차단 특성이 좋은 입자를 사용하기 때문에 광학 밀도(Optical Density)를 높이고 광 차단 특성을 향상시킬 수 있게 된다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 광 투과 조절 장치의 구성 및 동작 원리를 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 광 투과 조절 장치(200)는 제1 용매(210), 입자(220), 제2 용매(230), 하부 전극(240), 상부 전극(250) 및 기판(260)을 포함할 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에 따르면, 제1 용매(210)는 기판(260)에 대한 접촉각(contact angle)이 낮은 물질(즉, 기판(260)에 대하여 습윤(Wetting)이 잘 되는 물질)로 이루어져 있을 수 있으며, 이에 따라 제1 용매(210)에 대하여 아무런 외부 힘이 가해지지 않는 경우에는 제1 용매(210)가 기판(260)에 넓게 분포되어 기판(260)에 대한 접촉 면적이 넓은 상태로 유지될 수 있게 된다. 이와는 반대로, 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 제1 용매(210)는 기판(260)에 대한 접촉각이 높은 물질(즉, 기판(260)에 대하여 습윤이 잘 되지 않는 물질)로 이루어져 있을 수 있으며, 이에 따라 제1 용매(210)에 대하여 아무런 외부 힘이 가해지지 않는 경우에는 제1 용매(210)가 기판(260)에 좁게 분포되어 기판(260)에 대한 접촉 면적이 좁은 상태로 유지될 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 입자(220)는 광을 차단할 수 있는 물질로 이루어질 수 있고, 고유의 컬러를 가질 수 있다. 예를 들면, 입자(220)는 탄소(C), 산화티타늄(TiOx) 등을 포함할 수 있다. 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 입자(220)는 제1 용매(210)에 분산되어 있을 수 있는데, 이에 따라 제1 용매(210)의 기판(260)에 대한 접촉 면적(contact area)이 넓어지면 입자(220)의 분포 면적이 넓어져 기판(260)에 입사되는 광의 투과도가 낮아질 수 있고, 제1 용매(210)의 기판(160)에 대한 접촉 면적(contact area)이 좁아지면 입자(220)의 분포 면적이 좁아져 기판(160)에 입사되는 광의 투과도가 높아질 수 있다.
또한, 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 입자(220)는 전하를 가질 수 있으며, 이에 따라 하부 전극(240) 및 상부 전극(250)을 통하여 전기장이 인가되면 전기 영동(Electrophoresis) 현상이 발생할 수 있다. 예를 들면, 입자(220)가 (-) 부호의 전하를 갖는 경우를 가정할 수 있는데, 이러한 경우에 하부 전극(240)을 통해 (+) 부호의 전압이 인가되면 입자(220)는 하부 전극(240) 방향으로 이동할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 제2 용매(230)는 제1 용매(210) 및 입자(220)와 혼합되지 않는 성질을 갖는 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 제1 용매(210) 및 입자(220)가 친수성이면 제2 용매(230)는 소수성일 수 있고, 제1 용매(210) 및 입자(220)가 소수성이면 제2 용매(230)는 친수성일 수 있다. 다른 예를 들면, 제1 용매(210) 및 입자(220)가 극성이면 제2 용매(230)는 비극성일 수 있고, 제1 용매(210) 및 입자(220)가 비극성이면 제2 용매(230)는 극성일 수 있다. 따라서, 입자(220)는 제1 용매(210)와는 혼합되는 반면에 제2 용매(230)와는 혼합되지 않는 상태로 유지될 수 있다.
또한, 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 제1 용매(210)에 분산되어 있는 입자(220)에 전기장이 인가됨에 따라 입자(220)가 전기 영동에 의한 전기적 인력을 받아 이동하는 경우에 입자(220)의 경계면에는 소정의 전단 응력(Shear Stress)이 가해질 수 있는데, 제1 용매(210)와 입자(220) 사이의 경계면에서의 이동 저항(일종의 마찰력)이 제1 용매(210)와 제2 용매(230) 사이의 경계면에서의 이동 저항보다 크면 제1 용매(210)와 입자(220) 사이의 경계면을 따라 움직이는 것보다 제1 용매(210)와 제2 용매(230) 사이의 경계면을 따라 움직이는 것이 더 수월해지기 때문에, 입자(220)가 입자(220)와 제1 용매(210) 사이의 경계면을 따라 단독으로 이동하기 보다는 입자(220)와 제1 용매(210)가 제1 용매(210)와 제2 용매(220)의 경계면을 따라 함께 이동하게 될 수 있다.
도 2의 (a)를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 광 투과 조절 장치(200)는 하부 전극(240)에 (+) 부호의 전압을 인가함으로써 (-) 부호의 전하를 갖는 입자(220)가 하부 전극 쪽으로 이동하도록 할 수 있고, 이에 따라 입자(220)와 함께 이동하는 제1 용매(210)가 기판(260) 중 하부 전극(240)이 위치하는 영역에만 국부적으로 접촉되어 있도록 할 수 있는데, 이러한 경우 광을 차단하는 입자(220)가 분포되는 면적이 좁아지게 되어 기판(260)에 입사되는 광의 투과도가 높아질 수 있다. 반대로, 도 2의 (b)를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 광 투과 조절 장치(200)는 하부 전극(240)에 전압을 인가하지 않거나 (-) 부호의 전압을 인가함으로써 (-) 부호의 전하를 갖는 입자(220)가 특별히 하부 전극 쪽으로 집중되지 않도록 할 수 있고, 입자(220)가 분산된 제1 용매(210)의 습윤 특성(즉, 기판(260)에 대한 접촉각이 낮아서 기본적으로 기판(260)에 대한 접촉 면적이 넓은 특성)으로 인하여 제1 용매(210) 및 입자(220)는 기판(260)에 넓게 분포되어 기판(260)에 대한 접촉 면적이 넓어질 수 있는데, 이러한 경우 광을 차단하는 입자(220)가 분포되는 면적이 넓어지게 되어 기판(260)에 입사되는 광의 투과도가 낮아질 수 있다.
한편, 도 2에서는, 제1 용매(210)가 기판(260)에 대한 접촉각이 높아서 기본적으로 기판(260)에 대한 접촉 면적이 좁은 특성을 갖고 하부 전극(240)이 기판(260)의 일부 영역에만 형성되는 경우에 대하여만 도시되어 있지만, 본 발명의 제2 실시예에 따른 광 투과 조절 장치의 구성이 반드시 도 2에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 제1 용매(210)가 기판(260)에 대한 접촉각이 높아서 기본적으로 기판(260)에 대한 접촉 면적이 좁은 특성을 갖고 하부 전극(240)이 기판(260)의 전체 영역에 걸쳐 형성되는 경우에는, 하부 전극(240)을 통하여 기판의 넓은 영역에 대하여 전압이 인가되면 전기 영동에 의한 입자(220)의 이동과 이동 저항의 차이에 의한 제1 용매(210)의 이동으로 인해 입자(220) 및 제1 용매(210)가 기판(260)에 넓게 분포됨에 따라 기판(260)에 입사되는 광의 투과도가 낮아질 수 있고, 반대로 하부 전극(240)을 통해 전압이 인가되지 않으면 제1 용매(210)의 기판(260)에 대한 접촉각이 높은 습윤 특성으로 인해 입자(220) 및 제1 용매(210)가 기판(260)에 좁게 분포됨에 따라 기판(260)에 입사되는 광의 투과도가 높아질 수 있다.
한편, 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 전기장이 인가되지 않는 경우에 제1 용매(210)와 제2 용매(230)의 기판에 대한 습윤 특성이 유사하여(즉, 전기장이 인가되지 않는 경우에 제1 용매(210)의 기판(260)에 대한 접촉각(contact angle)과 제2 용매(220)의 기판(260)에 대한 접촉각의 차이가 기설정된 범위 이내인 경우) 외부 힘이 작용하지 않으면 제1 용매(210)와 제2 용매(230)의 상대적인 이동이 발생하지 않는 경우에는, 전압을 인가됨에 따라 입자(220) 및 제1 용매(210)가 이동하여 광 투과도가 조절된 상태에서 인가되던 전압이 차단되더라도 제1 용매(210)와 제2 용매(230) 사이의 상대적인 이동이 발생하지 않기 때문에 전압이 인가되었던 때에 조절되었던 광 투과도가 전압이 차단된 이후에도 그대로 유지될 수 있다.
이상에서 살펴본 본 발명의 제2 실시예에 따른 광 투과 조절 장치(200)에 의하면, 종래의 전기 영동 디스플레이와 비교할 때, 입자의 이동 저항을 줄일 수 있기 때문에, 입자의 이동 속도를 빠르게 할 수 있고 나아가 광 투과도 전환 속도를 높일 수 있게 된다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 광 투과 조절 장치의 구성 및 동작 원리를 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 광 투과 조절 장치(300)는 제1 용매(310), 입자(320), 제2 용매(330), 하부 전극(340), 상부 전극(350) 및 기판(360)을 포함할 수 있다. 참고로, 본 발명의 제3 실시예에 따른 광 투과 조절 장치(300)는 앞서 설명한 본 발명의 제1 실시예에 따른 광 투과 조절 장치(100)와 본 발명의 제2 실시예에 따른 광 투과 조절 장치(200)가 혼합된 형태의 광 투과 조절 장치라고 할 수 있다.
본 발명의 제3 실시예에 따르면, 제1 용매(310)는 전기 습윤(Electro Wetting) 특성을 갖는 물질로 이루어질 수 있다. 따라서, 하부 전극 및 상부 전극을 통하여 제1 용매(310)에 대하여 전기장이 인가되면 전기 습윤 현상이 발생할 수 있다. 구체적으로, 제1 용매(310)에 대하여 전기장이 인가되면, 제1 용매(310)의 기판(360)에 대한 접촉각(contact angle)이 변할 수 있으며, 이에 따라 제1 용매(310)의 기판(360)에 대한 접촉 면적(contact area)이 변할 수 있다.
또한, 본 발명의 제3 실시예에 따르면, 입자(320)는 광을 차단할 수 있는 물질로 이루어질 수 있고, 고유의 컬러를 가질 수 있다. 예를 들면, 입자(320)는 탄소(C), 산화티타늄(TiOx) 등을 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 제3 실시예에 따르면, 입자(320)는 제1 용매(310)에 분산되어 있을 수 있는데, 이에 따라 제1 용매(310)의 기판(360)에 대한 접촉 면적(contact area)이 넓어지면 입자(320)의 분포 면적이 넓어져 기판(360)에 입사되는 광의 투과도가 낮아질 수 있고, 제1 용매(310)의 기판(360)에 대한 접촉 면적(contact area)이 좁아지면 입자(320)의 분포 면적이 좁아져 기판(360)에 입사되는 광의 투과도가 높아질 수 있다. 또한, 본 발명의 제3 실시예에 따르면, 입자(320)는 전하를 가질 수 있으며, 이에 따라 하부 전극(340) 및 상부 전극(350)을 통하여 전기장이 인가되면 전기 영동(Electrophoresis) 현상이 발생할 수 있다. 예를 들면, 입자(320)가 (-) 부호의 전하를 갖는 경우를 가정할 수 있는데, 이러한 경우에 하부 전극(340)을 통해 (+) 부호의 전압이 인가되면 입자(320)는 하부 전극(340) 방향으로 이동할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 제3 실시예에 따르면, 제2 용매(330)는 제1 용매(310) 및 입자(320)와 혼합되지 않는 성질을 갖는 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 제1 용매(310) 및 입자(320)가 친수성이면 제2 용매(330)는 소수성일 수 있고, 제1 용매(310) 및 입자(320)가 소수성이면 제2 용매(330)는 친수성일 수 있다. 다른 예를 들면, 제1 용매(310) 및 입자(320)가 극성이면 제2 용매(330)는 비극성일 수 있고, 제1 용매(310) 및 입자(320)가 비극성이면 제2 용매(330)는 극성일 수 있다. 따라서, 입자(320)는 제1 용매(310)와는 혼합되는 반면에 제2 용매(330)와는 혼합되지 않는 상태로 유지될 수 있다.
또한, 본 발명의 제3 실시예에 따르면, 제1 용매(310)에 분산되어 있는 입자(320)에 전기장이 인가됨에 따라 입자(320)가 전기 영동에 의한 전기적 인력을 받아 이동하는 경우에 입자(320)의 경계면에는 소정의 전단 응력(Shear Stress)이 가해질 수 있는데, 제1 용매(310)와 입자(320) 사이의 경계면에서의 이동 저항(일종의 마찰력)이 제1 용매(310)와 제2 용매(330) 사이의 경계면에서의 이동 저항보다 크면 제1 용매(310)와 입자(320) 사이의 경계면을 따라 움직이는 것보다 제1 용매(310)와 제2 용매(330) 사이의 경계면을 따라 움직이는 것이 더 수월해지기 때문에, 입자(320)가 입자(320)와 제1 용매(310) 사이의 경계면을 따라 단독으로 이동하기 보다는 입자(320)와 제1 용매(310)가 제1 용매(310)와 제2 용매(320)의 경계면을 따라 함께 이동하게 될 수 있다.
도 3의 (a)를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 광 투과 조절 장치(300)는 패터닝된 복수의 부분 전극으로 구성되는 하부 전극(340) 중 일부 부분 전극에 (+) 부호의 전압을 인가하고 나머지 부분 전극에는 (-) 부호의 전압을 인가함으로써 전기 습윤 특성을 갖는 제1 용매(310)의 기판(160)에 대한 접촉각을 높일 수 있고, 한편으로는, 전기 영동 특성을 갖는 입자(320)가 제1 용매(310)와 함께 (+) 부호의 전압이 인가된 일부 부분 전극 쪽으로 함께 이동하도록 할 수 있다. 이러한 경우, 제1 용매(310)가 기판(360) 중 (+) 부호의 전압이 인가되는 일부 부분 전극이 위치하는 영역에만 국부적으로 접촉되어 있도록 할 수 있고, 이에 따라 광을 차단하는 입자(320)가 분포되는 면적이 좁아지게 되어 기판(360)에 입사되는 광의 투과도가 높아질 수 있다. 반대로, 도 3의 (b)를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 광 투과 조절 장치(300)는 패터닝된 복수의 부분 전극으로 구성되는 하부 전극(340)을 구성하는 모든 부분 전극에 (+) 부호의 전압을 인가함으로써 전기 습윤 특성을 갖는 제1 용매(310)의 기판(160)에 대한 접촉각을 낮출 수 있고, 한편으로는, 전기 영동 특성을 갖는 입자(320)가 제1 용매(310)와 함께 (+) 부호의 전압이 인가된 모든 부분 전극에 대하여 고르게 분포되도록 할 수 있다. 이러한 경우, 제1 용매(310)가 기판(360) 중 (+) 부호의 전압이 인가되는 부분 전극이 위치하는 대부분의 영역에 접촉되어 있도록 할 수 있고, 이에 따라 광을 차단하는 입자(320)가 분포되는 면적이 넓어지게 되어 기판(360)에 입사되는 광의 투과도가 낮아질 수 있다.
한편, 도 3에서는, 하부 전극(340)의 적어도 일부를 통하여 전압이 인가되는 경우에 대하여만 도시되어 있지만, 본 발명의 제3 실시예에 따른 광 투과 조절 장치의 구성이 반드시 도 3에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 제3 실시예에 따르면, 제1 용매(310)가 기판(360)에 대한 접촉각이 높아서 기본적으로 기판(360)에 대한 접촉 면적이 좁은 특성을 갖고 있는 경우에는, 하부 전극(340)을 통해 전압이 인가되지 않으면 제1 용매(310)의 기판(360)에 대한 접촉각이 높은 습윤 특성으로 인해 입자(320) 및 제1 용매(310)가 기판(360)에 좁게 분포됨에 따라 기판(360)에 입사되는 광의 투과도가 높아질 수 있다.
한편, 본 발명의 제3 실시예에 따르면, 전기장이 인가되지 않는 경우에 제1 용매(310)와 제2 용매(330)의 기판에 대한 습윤 특성이 유사하여(즉, 전기장이 인가되지 않는 경우에 제1 용매(310)의 기판(360)에 대한 접촉각(contact angle)과 제2 용매(320)의 기판(360)에 대한 접촉각의 차이가 기설정된 범위 이내인 경우) 외부 힘이 작용하지 않으면 제1 용매(310)와 제2 용매(330)의 상대적인 이동이 발생하지 않는 경우에는, 전압을 인가됨에 따라 입자(320) 및 제1 용매(310)가 이동하여 광 투과도가 조절된 상태에서 인가되던 전압이 차단되더라도 제1 용매(310)와 제2 용매(330) 사이의 상대적인 이동이 발생하지 않기 때문에 전압이 인가되었던 때에 조절되었던 광 투과도가 전압이 차단된 이후에도 그대로 유지될 수 있다.
이상에서 살펴본 본 발명의 제3 실시예에 따른 광 투과 조절 장치(300)에 의하면, 종래의 전기 습윤 디스플레이와 비교할 때 광 차단 특성이 좋은 입자를 사용하기 때문에 광학 밀도를 높이고 광 차단 특성을 향상시킬 수 있고, 종래의 전기 영동 디스플레이와 비교할 때 입자의 이동 저항을 줄일 수 있기 때문에 입자의 이동 속도를 빠르게 할 수 있고 나아가 광 투과도 전환 속도를 높일 수 있게 된다.
이하에서는, 앞서 설명한 본 발명의 제1 내지 제3 실시예에 대하여 적용될 수 있는 다양한 변형 실시예에 대하여 자세하게 살펴보기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 광 투과 조절 장치에 인가되는 전압(즉, 전기장)의 패턴을 예시적으로 나타내는 도면이다.
먼저, 도 4의 (a)를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광 투과 조절 장치는 입자, 제1 용매 및 제2 용매에 대하여 제1 전압(V1) 및 제2 전압(V2)을 순차적으로 인가함에 있어서, 제1 전압(V1)을 인가한 후 제2 전압(V2)을 인가하기 전에 입자, 제1 용매 및 제2 용매에 대하여 제1 전압(V1)과 반대 방향의 초기화(reset) 전압(-V1)을 인가함으로써 제1 전압(V1)에 의하여 소정의 배치 상태로 제어되었던 입자, 제1 용매 및 제2 용매를 초기의 배치 상태로 되돌릴 수 있다.
다음으로, 도 4의 (b)를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광 투과 조절 장치는 입자, 입자, 제1 용매 및 제2 용매에 대하여 제1 전압(V1) 및 제2 전압(V2)을 순차적으로 인가함에 있어서, 제1 전압(V1)을 인가한 후 제2 전압(V2)을 인가하기 전에 입자, 제1 용매 및 제2 용매에 대하여 교류 전압(Vs)을 인가하여 입자를 무질서하게 교란시키고 입자의 분산 상태를 초기 분산 상태와 유사한 상태가 되도록 함으로써 제1 전압(V1)에 의하여 소정의 배치 상태로 제어되었던 입자, 제1 용매 및 제2 용매를 초기의 배치 상태로 되돌릴 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 광 투과 조절 장치에 의하면, 잔상(殘像)을 억제할 수 있게 되는 등 광 투과도 조절 성능을 향상시킬 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 광 투과 조절 장치는 각 셀에 대응되어 구비되는 상태 유지용 캐패시터를 포함할 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 광 투과 조절 장치의 전극에 구동 전압이 인가되지 않는다고 하더라도 각 셀에 대응되어 구비된 캐패시터에 저장된 전하를 이용하여 각 셀 내의 입자, 제1 용매 및 제2 용매에 대하여 종전과 동일한 전기장이 인가되도록 할 수 있으며 이로써 각 셀의 광 투과도 조절 상태가 안정적으로 유지되도록 할 수 있다.
다만, 본 발명에 따른 광 투과 조절 장치의 전압 인가에 관한 구성이 반드시 상기 열거한 것에 한정되는 것은 아니며, 인가되는 전압의 세기, 방향, 인가 시간, 인가 횟수, 주파수(즉, 인가 주기) 등을 조절하여 광 투과도를 조절하는 것과 같이 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위 내에 적절히 변경될 수 있음을 밝혀 둔다. 또한, 이를 위하여, 본 발명에 따른 광 투과도 표시 장치는 다양한 전압 패턴을 인가할 수 있는 TFT(Thin Film Transistor)와 결합되어 구성될 수 있음을 밝혀 둔다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 광 투과 조절 장치에 포함되는 전극의 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
먼저, 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광 투과 조절 장치(500)의 전극, 특히, 하부 전극(540)은 셀을 나누는 격벽(570)의 아래에 형성될 수 있으며, 이에 따라 하부 전극(540)에 소정의 전압이 인가되는 경우에 전기 영동 또는 전기 습윤 현상으로 인해 입자(520) 및 제1 용매(510)가 하부 전극(540)이 위치하는 격벽(570)의 아래 부분으로 집중되어 배치되도록 할 수 있다.
다음으로, 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광 투과 조절 장치(600)의 전극, 특히, 하부 전극(640)은 셀을 나누는 격벽(670) 상에 형성될 수 있으며, 이에 따라 하부 전극(640)에 소정의 전압이 인가되는 경우에 전기 영동 또는 전기 습윤 현상으로 인해 입자(620) 및 제1 용매(610)가 하부 전극(670)이 위치하는 격벽(670) 부분으로 집중되어 배치되도록 할 수 있다.
따라서, 도 5 및 도 6에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 광 투과 조절 장치(500, 600)에 의하면, 입자(520, 620) 및 제1 용매(510, 610)를 격벽 부근으로 집중시킴으로써 입자(520, 620) 또는 제1 용매(510, 610)가 광 투과 조절 장치(500, 600)에 입사되는 광의 진행을 방해하지 않도록 할 수 있으므로(즉, 광 투과 조절 장치(500, 600)의 개구율을 높일 수 있으므로), 광 투과 조절 장치(500, 600)의 최대 광 투과도를 높일 수 있게 되는 효과가 달성된다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 광 투과 조절 장치의 셀의 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
먼저, 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광 투과 조절 장치(700)에 포함되는 입자(720), 제1 용매(710) 및 제2 용매(730)는 광투과성 물질로 이루어진 복수의 캡슐(770)로 캡슐화될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 입자(720), 제1 용매(710) 및 제2 용매(730)를 캡슐화함으로써 서로 다른 캡슐에 포함되는 입자(720), 제1 용매(710) 및 제2 용매(730) 사이에 혼입 등의 직접적인 간섭이 발생하는 것을 방지할 수 있고, 전하를 갖는 입자의 전기수력학적(ElectroHydroDynamic, EHD) 움직임으로 인하여 입자의 배열 상태가 불균일하게 나타나는 것을 방지할 수 있으며, 입자(720), 제1 용매(710) 및 제2 용매(730)의 밀봉(sealing)을 용이하게 하여 광 투과 조절 장치의 필름 형태로의 가공성을 향상시킬 수 있다.
다음으로, 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광 투과 조절 장치(800)의 하부 전극(840)은 격벽(870) 내에 삽입되어 격벽(870)과 일체화되는 형태로 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 임프린팅(imprinting) 등의 공정을 이용하여 하부 전극(840) 패턴과 격벽(870) 패턴을 동시에 형성하는 방법을 사용할 수 있다. 예를 들면, 하부 전극(840) 위에 부드러운 물질을 코팅한 후 격벽 및 하부 전극의 형상으로 만들어진 몰드(mold)를 이용하여 임프린팅(imprint) 또는 프레싱(pressing)함으로써 한 번의 공정으로 하부 전극(840)과 격벽(870)을 모두 형성시킬 수 있다. 다른 예를 들면, 이중 조사 리소그래프 공정을 이용하여 하부 전극(840)과 격벽(870)을 한 번에 형성시킬 수 있다. 즉, 제1 파장에 반응하는 제1 포토레지시트(Photoresist)와 제2 파장에 반응하는 제2 포토레지시트를 코팅한 상태에서 제1 포토레지스트에는 하부 전극 패턴을 조사하고, 제2 포토레지시트에는 격벽 패턴을 조사한 후, 제1 및 제2 포토레지스트를 한 번에 에칭(etching)하여 하부 전극(840)과 격벽(870)을 한 번에 형성시킬 수 있다.
다음으로, 도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광 투과 조절 장치(900)의 격벽(970)은 소정의 각도를 갖는 경사로의 형태로 형성될 수 있으며, 격벽(970)은 광투과성 물질로 이루어질 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 하부 전극(940)을 따로 패터닝하지 않고 기판(960)의 하부 전체에 형성된 하부 전극(940) 전체를 통하여 전압을 인가하더라도, 입자(920) 및 제1 용매(910)가 격벽의 경사로에 의하여 형성된 트렌치(trench)의 아래 부분으로 자연스럽게 집중되어 배치될 수 있게 된다.
다만, 본 발명에 따른 광 투과 조절 장치의 전극, 격벽, 캡슐 등에 관한 구성이 반드시 상기 열거한 것에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위 내에 적절히 변경될 수 있음을 밝혀 둔다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라 광 투과 조절 장치의 셀에 포함되는 격벽의 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광 투과 조절 장치(1000)의 격벽은 측면 격벽(1070)과 상하면 격벽(1080)으로 구성될 수 있다. 구체적으로, 측면 격벽(1070) 및 상하면 격벽(1080)은 각각 친수성 소재 및 소수성 소재로 이루어지거나 각각 소수성 소재 및 친수성 소재로 이루어질 수 있는데, 이로써 전압이 인가되지 않아 휴지 상태일 때 친수성 또는 소수성인 입자(1020) 및 제1 용매(1010)가 각각 소수성 또는 친수성인 측면 격벽(1070)에만 접촉되어 있도록 하여 광 투과율이 높은 광 투과 모드가 구현되도록 할 수 있다.
도 10을 참조하면, (-) 부호 전하를 갖는 입자(1020)가 친수성이고, 제1 용매(1010)가 친수성이고, 제2 용매(1030)는 소수성이고, 측면 격벽(1070)은 친수성이고, 상하면 격벽(1080)은 소수성인 경우를 가정할 수 있다.
도 10의 (a)를 참조하면, 하부 전극(1040)을 통하여 전압이 인가되지 않는 휴지 상태에는 친수성인 입자(1020) 및 제1 용매(1010)가 친수성인 측면 격벽(1070) 쪽으로 이동하여 측면 격벽(1070)과 접촉하고 있을 수 있다. 이러한 경우, 광을 차단하는 입자(320)가 광 입사면(즉, 기판(1060))에서 차지하는 면적이 좁아지게 되어 기판(1060)에 입사되는 광의 투과도가 높아질 수 있고, 이에 따라 광 투과 모드가 구현될 수 있다. 특히, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 입자(1020) 및 제1 용매(1010)가 측면 격벽(1070)에 접촉되어 있음에 따라 입자(1020)가 입사광의 진행을 방해하는 정도가 낮아질 수 있으므로, 광 투과 모드에서의 개구율을 높일 수 있게 되는 효과가 달성된다. 반대로, 도 10의 (b)를 참조하면, 하부 전극(1040) 전체를 통하여 (+) 부호의 전압이 인가되는 경우에는, 전기 영동 특성을 갖는 입자(1020)가 제1 용매(1010)와 함께 이동하여 (+) 부호의 전압이 인가된 모든 부분 전극에 대하여 고르게 분포되고 한편으로는 습윤 특성을 갖는 제1 용매(1010)의 기판(1060)에 대한 접촉각을 낮아지게 된다. 이러한 경우, 제1 용매(310)가 기판(1060)의 넓은 영역에 걸쳐 기판(1060)(즉, 하면 격벽(1080))과 접촉되어 있도록 할 수 있고, 이에 따라 광을 차단하는 입자(1020)가 분포되는 면적이 넓어지게 되어 기판(1060)에 입사되는 광의 투과도가 낮아질 수 있다.
이상에서는, 광 투과 조절 장치에 포함되는 상부 전극 및 하부 전극 중 하부 전극만 패터닝되는 실시예만을 살펴보았지만, 본 발명에 따른 광 투과 조절 장치의 전극에 관한 구성이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 상부 전극과 하부 전극이 모두 패터닝되어 상부 전극과 하부 전극 모두에서 광 투과도가 조절되도록 하거나 상부와 하부 중 어느 한쪽에만 전극을 형성시키고 해당 전극에 빗 모양 패턴(Comb Pattern, 즉, 등간격으로 정렬된 도체를 상호 조합형으로 배치한 1조의 패턴)을 형성하는 등의 다양한 변형 실시예가 얼마든지 적용될 수 있음을 밝혀 둔다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 광 투과 조절 장치에 포함되는 입자는 가시광선, 자외선 및 적외선 중 적어도 한 종류의 광을 차단하는 물질로 이루어질 수 있으며, 입자가 차단하는 광의 파장 대역에 따라 광 투과 조절 장치가 투과도를 조절할 수 있는 광의 파장 대역이 달라지게 된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 가시광선, 자외선 및 적외선을 각각 차단하는 제1 입자, 제2 입자 및 제3 입자를 각각 포함하는 셀을 수직으로 적층시키고 이들 셀을 독립적으로 구동시킴으로써, 가시광선, 자외선 및 적외선 중 적어도 한 종류의 광의 투과도를 조절할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 광 투과 조절 장치는 다른 유형의 표시 장치와 결합되어 다양한 디스플레이 모드를 구현하도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 본 발명에 따른 광 투과 조절 장치는 전기 유변 유체를 이용한 표시 장치, 발광형 표시 장치, 반사형 디스플레이, 컬러 필터형 디스플레이 등과 결합되어 구성될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 광 투과 조절 장치를 제조함에 있어서, 제1 용매와 제2 용매는 서로 혼합된 에멀젼(emulsion)의 상태로 기판 사이에(즉, 셀 내에) 한 번에 주입될 수 있으며, 이렇게 기판 사이에 주입된 에멀젼은 시간이 지남에 따라 제1 용매와 제2 용매로 분리될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 광 투과 조절 장치를 제조함에 있어서, 격벽에 의하여 구분된 셀 마다 제1 용매와 제2 용매를 각각 주입할 수 있는데, 구체적으로는, 먼저 입자를 포함하는 제1 용매를 셀 내에 주입시킴으로써 제1 용매가 셀 표면의 일부 영역에 물방울(Droplet) 형태로 형성되도록 한 후에, 입자를 포함하지 않는 제2 용매를 셀 내부의 전체 영역에 주입시킬 수 있다. 위와 같은 제조 공정에 의하면, 기판과 격벽의 결합(sealing) 부위에 입자가 존재하지 않도록 할 수 있으며, 이에 따라 기판과 격벽이 입자의 방해를 받지 않고 정상적으로 결합되도록 할 수 있다.
한편, 이상에서는, 본 발명에 따른 광 투과 조절 장치가 서로 혼합되지 않는 제1 용매와 제2 용매를 모두 포함하는 실시예에 대하여만 설명하였지만, 본 발명에 따른 광 투과 조절 장치의 구성이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 앞서 살펴본 제1 내지 제3 실시예에 있어서, 본 발명에 따른 광 투과 조절 장치(100, 200, 300)는 입자(120, 220, 320)가 분산되는(즉, 입자와 혼합되는) 제1 용매(110, 210, 310)만을 포함하고 제2 용매(130, 230, 330)가 존재하였던 공간은 빈 공간으로 남겨지도록 하는 구성을 채택할 수도 있다. 이때, 기화점이 낮은 제2 용매(130, 230, 330)를 제1 용매(110, 210, 310)와 혼합하여 셀 내에 주입한 후에 시간이 지남에 따라 제2 용매(130, 230, 330)가 기화되도록 하여 셀 내에 제1 용매(110, 210, 310)만 남게 하는 공정이 사용될 수 있을 것이다. 이와 같이 본 발명에 따른 광 투과 조절 장치(100, 200, 300)가 제2 용매를 포함하지 않더라도 앞서 제1 내지 제3 실시예와 관련하여 설명했던 동작 원리에 의하여 광 투과 조절 기능이 정상적으로 수행될 수 있을 것이다. 이러한 취지에서, 본 발명에 따른 광 투과 조절 장치(100, 200, 300)가 제2 용매를 포함하는 않는 경우에 대한 자세한 설명(130, 230, 330)은 앞서 기재된 도 1 내지 도 3에 대한 설명으로 대신하기로 한다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100, 200, 300, 500, 600, 700, 800, 900, 1000: 광 투과 조절 장치
110, 210, 310, 510, 610, 710, 810, 910, 1010: 제1 용매
120, 220, 320, 520, 620, 720, 820, 920, 1020: 입자
130, 230, 330, 530, 630, 730, 830, 930, 1030: 제2 용매
140, 240, 340, 540, 640, 740, 840, 940, 1040: 하부 전극
150, 250, 350, 550, 650, 750, 850, 950, 1050: 상부 전극
160, 260, 360, 560, 660, 760, 860, 960, 1060: 기판
570, 670, 870, 970, 1070, 1080: 격벽
770: 캡슐

Claims (38)

  1. 삭제
  2. 전하를 갖고 광을 차단하는 물질로 이루어진 입자, 상기 입자가 분산된 제1 용매 및 상기 제1 용매와 혼합되지 않는 제2 용매가 광 입사면에 의하여 커버되는 공간에 존재하는 상태에서 - 상기 입자는 제1 용매와 혼합되는 반면에 제2 용매와는 혼합되지 않음 - ,
    상기 입자에 인가되는 전기장을 조절하여 상기 입자를 이동시키고 상기 입자와 상기 제1 용매 사이의 경계면에서의 이동 저항과 상기 제1 용매와 상기 제2 용매 사이의 경계면에서의 이동 저항의 차이를 이용하여 상기 입자와 함께 상기 제1 용매를 이동시켜 상기 제1 용매의 상기 광 입사면에 대한 차단 면적을 제어함으로써, 광 투과도를 조절하는 것을 특징으로 하는 광 투과 조절 방법.
  3. 전하를 갖고 광을 차단하는 물질로 이루어진 입자, 상기 입자가 분산되고 전기 습윤(Electrowetting) 특성을 갖는 제1 용매 및 상기 제1 용매와 혼합되지 않는 제2 용매가 광 입사면에 의하여 커버되는 공간에 존재하는 상태에서 - 상기 입자는 제1 용매와 혼합되는 반면에 제2 용매와는 혼합되지 않음 - ,
    상기 제1 용매에 인가되는 전기장을 조절하여 상기 제1 용매의 상기 광 입사면에 대한 차단 면적을 제어함으로써, 그리고, 상기 입자에 인가되는 전기장을 조절하여 상기 입자를 이동시키고 상기 입자와 상기 제1 용매 사이의 경계면에서의 이동 저항과 상기 제1 용매와 상기 제2 용매 사이의 경계면에서의 이동 저항의 차이를 이용하여 상기 입자와 함께 상기 제1 용매를 이동시켜 상기 제1 용매의 상기 광 입사면에 대한 차단 면적을 제어함으로써, 광 투과도를 조절하는 것을 특징으로 하는 광 투과 조절 방법.
  4. 삭제
  5. 제2항 및 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 용매 및 상기 제2 용매는 광 투과성 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광 투과 조절 방법.
  6. 제2항 및 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 입자 및 상기 제1 용매는 친수성이고 상기 제2 용매는 소수성이거나, 상기 입자 및 상기 제1 용매는 소수성이고 상기 제2 용매는 친수성인 것을 특징으로 하는 광 투과 조절 방법.
  7. 제2항 및 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 입자 및 상기 제1 용매는 극성이고 상기 제2 용매는 비극성이거나, 상기 입자 및 상기 제1 용매는 비극성이고 상기 제2 용매는 극성인 것을 특징으로 하는 광 투과 조절 방법.
  8. 제2항 및 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 입자와 상기 제1 용매 사이의 경계면에서의 이동 저항이 상기 제1 용매와 상기 제2 용매 사이의 경계면에서의 이동 저항보다 큰 것을 특징으로 하는 광 투과 조절 방법.
  9. 제2항 및 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 입자, 상기 제1 용매 및 상기 제2 용매는 광투과성 물질의 캡슐(capsule)에 의하여 캡슐화되는 것을 특징으로 하는 광 투과 조절 방법.
  10. 제2항 및 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 입자, 상기 제1 용매 및 상기 제2 용매는 절연 물질의 셀(cell)에 의하여 구획화되는 것을 특징으로 하는 광 투과 조절 방법.
  11. 제2항 및 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 입자, 상기 제1 용매 및 상기 제2 용매에 상기 전기장을 인가한 후에 상기 전기장과 반대 방향의 전기장 또는 교류 전기장을 인가하여 상기 입자, 상기 제1 용매 및 상기 제2 용매의 배치 상태를 초기화(reset)하는 것을 특징으로 하는 광 투과 조절 방법.
  12. 제2항 및 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 입자 및 상기 제1 용매가 친수성인 경우에 상기 입자 및 상기 제1 용매는 친수성인 격벽에 의하여 둘러싸이고, 상기 입자 및 상기 제1 용매가 소수성인 경우에 상기 입자 및 상기 제1 용매는 소수성인 격벽에 의하여 둘러싸이고,
    상기 입자 및 상기 제1 용매에 대하여 전기장이 인가되지 않으면 상기 제1 용매는 상기 격벽 상에 접촉되는 것을 특징으로 하는 광 투과 조절 방법.
  13. 제2항 및 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기장의 세기, 방향, 인가 시간, 인가 횟수 및 인가 주기 중 적어도 하나를 조절함에 따라 광 투과도가 조절되는 것을 특징으로 하는 광 투과 조절 방법.
  14. 제2항 및 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기장이 인가되지 않는 경우에, 상기 제1 용매의 전기장이 인가되지 않는 경우의 상기 광 입사면에 대한 습윤 특성에 따라, 상기 제1 용매의 상기 광 입사면에 대한 차단 면적이 결정되도록 하는 것을 특징으로 하는 광 투과 조절 방법.
  15. 제2항 및 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    전기장이 인가되지 않는 경우에 상기 제1 용매의 상기 광 입사면에 대한 접촉각(contact angle)과 상기 제2 용매의 상기 광 입사면에 대한 접촉각의 차이가 기설정된 범위 이내인 경우에 상기 인가되던 전기장이 차단된 후에도 상기 전기장이 인가되었던 때의 상기 제1 용매의 상기 광 입사면에 대한 차단 면적이 유지되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 광 투과 조절 방법.
  16. 삭제
  17. 전하를 갖고 광을 차단하는 물질로 이루어진 입자,
    상기 입자가 분산된 제1 용매, 및
    상기 제1 용매와 혼합되지 않는 제2 용매
    를 포함하고,
    상기 입자는 제1 용매와 혼합되는 반면에 제2 용매와는 혼합되지 않고,
    상기 입자에 인가되는 전기장을 조절하여 상기 입자를 이동시키고 상기 입자와 상기 제1 용매 사이의 경계면에서의 이동 저항과 상기 제1 용매와 상기 제2 용매 사이의 경계면에서의 이동 저항의 차이를 이용하여 상기 입자와 함께 상기 제1 용매를 이동시켜 상기 제1 용매의 광 입사면에 대한 차단 면적을 제어함으로써, 광 투과도를 조절하는 것을 특징으로 하는 광 투과 조절 장치.
  18. 전하를 갖고 광을 차단하는 물질로 이루어진 입자,
    상기 입자가 분산되고 전기 습윤(Electrowetting) 특성을 갖는 제1 용매, 및
    상기 제1 용매와 혼합되지 않는 제2 용매
    를 포함하고,
    상기 입자는 제1 용매와 혼합되는 반면에 제2 용매와는 혼합되지 않고,
    상기 제1 용매에 인가되는 전기장을 조절하여 상기 제1 용매의 광 입사면에 대한 차단 면적을 제어함으로써, 그리고, 상기 입자에 인가되는 전기장을 조절하여 상기 입자를 이동시키고 상기 입자와 상기 제1 용매 사이의 경계면에서의 이동 저항과 상기 제1 용매와 상기 제2 용매 사이의 경계면에서의 이동 저항의 차이를 이용하여 상기 입자와 함께 상기 제1 용매를 이동시켜 상기 제1 용매의 상기 광 입사면에 대한 차단 면적을 제어함으로써, 광 투과도를 조절하는 것을 특징으로 하는 광 투과 조절 장치.
  19. 삭제
  20. 제17항 및 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 용매 및 상기 제2 용매는 광 투과성 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광 투과 조절 장치.
  21. 제17항 및 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 입자 및 상기 제1 용매는 친수성이고 상기 제2 용매는 소수성이거나, 상기 입자 및 상기 제1 용매는 소수성이고 상기 제2 용매는 친수성인 것을 특징으로 하는 광 투과 조절 장치.
  22. 제17항 및 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 입자 및 상기 제1 용매는 극성이고 상기 제2 용매는 비극성이거나, 상기 입자 및 상기 제1 용매는 비극성이고 상기 제2 용매는 극성인 것을 특징으로 하는 광 투과 조절 장치.
  23. 제17항 및 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 입자와 상기 제1 용매 사이의 경계면에서의 이동 저항이 상기 제1 용매와 상기 제2 용매 사이의 경계면에서의 이동 저항보다 큰 것을 특징으로 하는 광 투과 조절 장치.
  24. 제17항 및 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 입자, 상기 제1 용매 및 상기 제2 용매는 광투과성 물질의 캡슐(capsule)에 의하여 캡슐화되는 것을 특징으로 하는 광 투과 조절 장치.
  25. 제17항 및 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 입자, 상기 제1 용매 및 상기 제2 용매는 절연 물질의 셀(cell)에 의하여 구획화되는 것을 특징으로 하는 광 투과 조절 장치.
  26. 제17항 및 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 입자, 상기 제1 용매 및 상기 제2 용매에 상기 전기장을 인가한 후에 상기 전기장과 반대 방향의 전기장 또는 교류 전기장을 인가하여 상기 입자, 상기 제1 용매 및 상기 제2 용매의 배치 상태를 초기화(reset)하는 것을 특징으로 하는 광 투과 조절 장치.
  27. 제17항 및 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 입자 및 상기 제1 용매가 친수성인 경우에 상기 입자 및 상기 제1 용매는 친수성인 격벽에 의하여 둘러싸이고, 상기 입자 및 상기 제1 용매가 소수성인 경우에 상기 입자 및 상기 제1 용매는 소수성인 격벽에 의하여 둘러싸이고,
    상기 입자 및 상기 제1 용매에 대하여 전기장이 인가되지 않으면 상기 제1 용매는 상기 격벽 상에 접촉되는 것을 특징으로 하는 광 투과 조절 장치.
  28. 제17항 및 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기장의 세기, 방향, 인가 시간, 인가 횟수 및 인가 주기 중 적어도 하나를 조절함에 따라 광 투과도가 조절되는 것을 특징으로 하는 광 투과 조절 장치.
  29. 제17항 및 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기장이 인가되지 않는 경우에, 상기 제1 용매의 전기장이 인가되지 않는 경우의 상기 광 입사면에 대한 습윤 특성에 따라, 상기 제1 용매의 상기 광 입사면에 대한 차단 면적이 결정되도록 하는 것을 특징으로 하는 광 투과 조절 장치.
  30. 제17항 및 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    전기장이 인가되지 않는 경우에 상기 제1 용매의 상기 광 입사면에 대한 접촉각(contact angle)과 상기 제2 용매의 상기 광 입사면에 대한 접촉각의 차이가 기설정된 범위 이내인 경우에 상기 인가되던 전기장이 차단된 후에도 상기 전기장이 인가되었던 때의 상기 제1 용매의 상기 광 입사면에 대한 차단 면적이 유지되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 광 투과 조절 장치.
  31. 삭제
  32. 전하를 갖고 광을 차단하는 물질로 이루어진 입자 및 상기 입자가 분산된 제1 용매가 광 입사면에 의하여 커버되는 공간에 존재하는 상태에서,
    상기 입자에 인가되는 전기장을 조절하여 상기 입자를 이동시키고 상기 입자와 상기 제1 용매 사이의 경계면에서의 이동 저항을 이용하여 상기 입자와 함께 상기 제1 용매를 이동시켜 상기 제1 용매의 상기 광 입사면에 대한 차단 면적을 제어함으로써, 광 투과도를 조절하는 것을 특징으로 하는 광 투과 조절 방법.
  33. 전하를 갖고 광을 차단하는 물질로 이루어진 입자 및 상기 입자가 분산되고 전기 습윤(Electrowetting) 특성을 갖는 제1 용매가 광 입사면에 의하여 커버되는 공간에 존재하는 상태에서,
    상기 제1 용매에 인가되는 전기장을 조절하여 상기 제1 용매의 상기 광 입사면에 대한 차단 면적을 제어함으로써, 그리고, 상기 입자에 인가되는 전기장을 조절하여 상기 입자를 이동시키고 상기 입자와 상기 제1 용매 사이의 경계면에서의 이동 저항을 이용하여 상기 입자와 함께 상기 제1 용매를 이동시켜 상기 제1 용매의 상기 광 입사면에 대한 차단 면적을 제어함으로써, 광 투과도를 조절하는 것을 특징으로 하는 광 투과 조절 방법.
  34. 삭제
  35. 전하를 갖고 광을 차단하는 물질로 이루어진 입자, 및
    상기 입자가 분산된 제1 용매
    를 포함하고,
    상기 입자에 인가되는 전기장을 조절하여 상기 입자를 이동시키고 상기 입자와 상기 제1 용매 사이의 경계면에서의 이동 저항을 이용하여 상기 입자와 함께 상기 제1 용매를 이동시켜 상기 제1 용매의 광 입사면에 대한 차단 면적을 제어함으로써, 광 투과도를 조절하는 것을 특징으로 하는 광 투과 조절 장치.
  36. 전하를 갖고 광을 차단하는 물질로 이루어진 입자, 및
    상기 입자가 분산되고 전기 습윤(Electrowetting) 특성을 갖는 제1 용매
    를 포함하고,
    상기 제1 용매에 인가되는 전기장을 조절하여 상기 제1 용매의 광 입사면에 대한 차단 면적을 제어함으로써, 그리고, 상기 입자에 인가되는 전기장을 조절하여 상기 입자를 이동시키고 상기 입자와 상기 제1 용매 사이의 경계면에서의 이동 저항을 이용하여 상기 입자와 함께 상기 제1 용매를 이동시켜 상기 제1 용매의 상기 광 입사면에 대한 차단 면적을 제어함으로써, 광 투과도를 조절하는 것을 특징으로 하는 광 투과 조절 장치.
  37. 제17항 및 제18항 중 어느 한 항에 따른 광 투과 조절 장치를 제조하기 위한 방법으로서,
    상기 입자가 분산된 상기 제1 용매와 상기 제2 용매를 혼합하여 에멀젼을 형성시키는 단계, 및
    상기 에멀젼을 셀 내에 주입하는 단계 - 상기 셀 내에 주입된 에멀젼은 시간이 지남에 따라 상기 제1 용매와 상기 제2 용매로 분리됨 -
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  38. 제17항 및 제18항 중 어느 한 항에 따른 광 투과 조절 장치를 제조하기 위한 방법으로서,
    상기 입자가 분산된 상기 제1 용매를 셀 내에 주입함으로써 상기 제1 용매가 셀 내부의 일부 영역에만 배치되도록 하는 단계 - 상기 셀은 적어도 하나의 격벽을 이용하여 기판을 구분함으로써 형성됨 - , 및
    상기 제1 용매가 주입된 셀 내에 상기 제2 용매를 주입하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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