KR101888139B1 - Smart window display - Google Patents

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Abstract

본 발명의 스마트 윈도우 디스플레이(smart window display)는 고분자 분산형 액정(polymer dispersed liquid crystal) 소자와 반사매질을 이용하여 투명 디스플레이와 불투명 디스플레이를 선택적으로 구현하는 한편, 투명 유리창과 불투명 유리창, 디지털 커튼, 전자 칠판 및 미러 디스플레이(mirror display) 등의 다양한 용도에서 구현하는 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명은 디스플레이의 응용 기술에 있어 우의를 점할 수 있는 한편, 액정표시장치로 투명 디스플레이의 구현이 가능하게 되어 액정표시장치의 적용 가능성을 확대시킬 수 있는 효과를 제공한다.The smart window display of the present invention selectively implements a transparent display and an opaque display by using a polymer dispersed liquid crystal device and a reflective medium, while a transparent window glass, an opaque glass window, a digital curtain, An electronic whiteboard, and a mirror display.
While the present invention can be applied to a display application technology, it is possible to realize a transparent display with a liquid crystal display device, thereby enlarging the applicability of a liquid crystal display device.

Description

스마트 윈도우 디스플레이{SMART WINDOW DISPLAY}Smart window display {SMART WINDOW DISPLAY}

본 발명은 디스플레이에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 투명 디스플레이를 구현하는 스마트 윈도우 디스플레이에 관한 것이다.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to displays, and more particularly, to smart window displays that implement transparent displays.

최근의 정보화 사회에서 디스플레이는 시각정보 전달매체로서 그 중요성이 더 한층 강조되고 있으며, 향후 주요한 위치를 점하기 위해서는 저소비전력화, 박형화, 경량화, 고화질화 등의 요건을 충족시켜야 한다.In recent information society, display has become more important as a visual information delivery medium, and it is necessary to meet requirements such as low power consumption, thinning, light weight, and high image quality in order to take a major position in the future.

상기 디스플레이는 자체가 빛을 내는 브라운관(Cathode Ray Tube; CRT), 전계발광소자(Electro Luminescence; EL), 유기전계발광소자(Organic Light Emitting Diode; OLED), 진공형광표시장치(Vacuum Fluorescent Display; VFD), 전계방출디스플레이(Field Emission Display; FED), 플라즈마디스플레이패널(Plasma Display Panel; PDP) 등의 발광형과 액정표시장치(Liquid Crystal Display; LCD)와 같이 자체가 빛을 내지 못하는 비발광형으로 나눌 수 있다.The display may include a cathode ray tube (CRT), an electroluminescence (EL), an organic light emitting diode (OLED), a vacuum fluorescent display (VFD) ), A non-light emitting type such as a liquid crystal display (LCD), such as a field emission display (FED), a plasma display panel (PDP) Can be divided.

액정표시장치는 액정의 광학적 이방성을 이용하여 이미지를 표현하는 장치로서, 기존의 브라운관에 비해 시인성이 우수하고 평균소비전력도 같은 화면크기의 브라운관에 비해 작을 뿐만 아니라 발열량도 작기 때문에 차세대 표시장치로서 각광받고 있다.The liquid crystal display device is an apparatus which expresses an image using the optical anisotropy of liquid crystal, and is superior in visibility compared to the conventional cathode-ray tubes and has a smaller average power consumption than a cathode-ray tube of the same size, .

이하, 일반적인 액정표시장치에 대해서 설명한다.Hereinafter, a general liquid crystal display device will be described.

일반적으로, 액정표시장치는 매트릭스(matrix) 형태로 배열된 화소들에 화상정보에 따른 데이터신호를 개별적으로 공급하여, 상기 화소들의 광투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 표시할 수 있도록 한 표시장치이다.In general, a liquid crystal display device is a display device that supplies a data signal according to image information to pixels arranged in a matrix form, and controls a light transmittance of the pixels to display a desired image.

따라서, 액정표시장치에는 화소들이 매트릭스 형태로 배열되는 액정패널과 상기 화소들을 구동하기 위한 구동부가 구비된다.Accordingly, a liquid crystal display device includes a liquid crystal panel in which pixels are arranged in a matrix form, and a driver for driving the pixels.

상기 액정패널은 서로 대향하여 균일한 셀갭(cell gap)이 유지되도록 합착된 박막 트랜지스터 어레이(thin film transistor array) 기판과 컬러필터(color filter) 기판 및 상기 어레이 기판과 컬러필터 기판 사이의 셀갭 내에 형성된 액정층으로 구성된다.The liquid crystal panel includes a thin film transistor array substrate and a color filter substrate bonded to each other so as to maintain a uniform cell gap, and a liquid crystal layer formed in a cell gap between the array substrate and the color filter substrate. And a liquid crystal layer.

이때, 상기 어레이 기판과 컬러필터 기판이 합착된 액정패널에는 공통전극과 화소전극이 형성되어 상기 액정층에 전계를 인가한다.At this time, a common electrode and a pixel electrode are formed on the liquid crystal panel in which the array substrate and the color filter substrate are bonded together to apply an electric field to the liquid crystal layer.

따라서, 상기 공통전극에 전압이 인가된 상태에서 상기 화소전극에 인가되는 데이터신호의 전압을 제어하게 되면, 상기 액정층의 액정은 상기 공통전극과 화소전극 사이의 전계에 따라 유전 이방성에 의해 회전함으로써 화소별로 빛을 투과시키거나 차단시켜 문자나 화상을 표시하게 된다.Therefore, when the voltage of the data signal applied to the pixel electrode is controlled while the voltage is applied to the common electrode, the liquid crystal of the liquid crystal layer is rotated by dielectric anisotropy according to the electric field between the common electrode and the pixel electrode And a character or an image is displayed by transmitting or blocking light for each pixel.

최근 들어 후방의 객체가 보이는 동시에 디스플레이가 가능한 투명 디스플레이(transparent display)가 활발하게 연구되고 있으며, 투명 디스플레이의 응용 가능성은 폭발적으로 증가될 것으로 예상된다. 그러나, 전술한 액정표시장치는 자체적으로 독립된 표시장치로만 개발되어 있을 뿐, 투명 디스플레이 등 다양한 용도로 사용하지 못하고 있다. 일반적으로, 투명 디스플레이는 발광형의 유기전계발광소자나 플라즈마디스플레이패널 등에서 구현이 가능하다.In recent years, a transparent display capable of displaying an object at the rear and being able to display is being actively studied, and the possibility of application of the transparent display is expected to increase explosively. However, the above-described liquid crystal display device has been developed only as an independent display device itself, and can not be used for various purposes such as a transparent display. In general, the transparent display can be realized in an organic electroluminescent element of a light emitting type, a plasma display panel, or the like.

또한, 이러한 투명 디스플레이는 현재 유리창 및 매장용 냉장고 등 사용용도가 매우 제한적인 실정이다.In addition, such a transparent display is currently in a limited use for a glass window, a refrigerator for a store, and the like.

본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 투명 디스플레이와 불투명 디스플레이를 선택적으로 구현할 수 있는 스마트 윈도우 디스플레이를 제공하는데 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a smart window display capable of selectively implementing a transparent display and an opaque display.

본 발명의 다른 목적은 투명 유리창과 불투명 유리창, 디지털 커튼, 전자 칠판 및 미러 디스플레이 등의 다양한 용도에서 구현할 수 있는 스마트 윈도우 디스플레이를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a smart window display that can be implemented in various applications such as a transparent window, an opaque window, a digital curtain, a copyboard, and a mirror display.

기타, 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 후술되는 발명의 구성 및 특허청구범위에서 설명될 것이다.Other objects and features of the present invention will be described in the following description of the invention and the claims.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 스마트 윈도우 디스플레이는 도광판 일측의 입광면에 대향 배치되는 광원, 상기 광원과 상기 도광판의 입광면 사이에 배치되는 제 1 편광판, 상기 도광판의 전면(前面)에 위치하며, 외부의 자연광이나 상기 도광판의 전면에서 출사되는 광을 투과시키거나 산란시키는 고분자 분산형 액정 소자 및 상기 고분자 분산형 액정 소자의 전면(前面)에 위치하며, 상기 제 1 편광판을 통해 편광된 광에 의해 영상을 표시하는 액정패널 및 제 2 편광판을 포함하여 구성될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a smart window display comprising a light source disposed opposite to a light incident surface of a light guide plate, a first polarizer disposed between the light source and the light entrance surface of the light guide plate, A polymer dispersed liquid crystal device for transmitting or scattering external natural light or light emitted from the front surface of the light guide plate and a polymer dispersed liquid crystal device disposed on a front surface of the polymer dispersed liquid crystal device, A liquid crystal panel for displaying an image by light, and a second polarizer.

본 발명의 다른 스마트 윈도우 디스플레이는 도광판 일측의 입광면에 대향 배치되는 광원, 상기 광원과 상기 도광판의 입광면 사이에 배치되는 제 1 편광판, 상기 도광판의 전면(前面)에 위치하는 고분자 분산형 액정 소자 및 상기 고분자 분산형 액정 소자의 전면에 위치하는 액정패널 및 제 2 편광판을 포함하여 구성될 수 있다.Another smart window display according to the present invention includes a light source disposed opposite to a light incident surface of a light guide plate, a first polarizer disposed between the light source and the light incident surface of the light guide plate, a polymer dispersed liquid crystal device disposed on a front surface of the light guide plate, And a liquid crystal panel and a second polarizer disposed on the front surface of the polymer dispersed liquid crystal device.

이때, 상기 고분자 분산형 액정 소자와 상기 액정패널 사이에 위치하며, 반사 기능을 갖는 반사매질을 추가로 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 2 편광판의 전면에 위치하는 터치패널을 추가로 포함할 수 있다.At this time, a reflection medium may be further included, which is located between the polymer dispersed liquid crystal device and the liquid crystal panel and has a reflection function.
The touch panel may further include a touch panel positioned on the front surface of the second polarizer.

상기 반사매질은 DBEF(Dual Brightness Enhancement Film), CLC(Cholesteric Liquid Crystal), 다층 박막 재료의 휘도 향상 필름 또는 단순 반사 필름으로 이루어질 수 있다.The reflective medium may be formed of DBEF (Dual Brightness Enhancement Film), CLC (Cholesteric Liquid Crystal), a brightness enhancement film of a multilayer thin film material, or a simple reflective film.

상기 제 1 편광판과 상기 제 2 편광판의 광투과축은 서로 직교할 수 있다.The light transmission axes of the first polarizing plate and the second polarizing plate may be orthogonal to each other.

상기 도광판은 상기 광원으로부터 멀어질수록 두께가 점차적으로 얇게 구성할 수 있다.The thickness of the light guide plate may be gradually decreased from the light source.

이때, 상기 액정패널이 노멀리 화이트 모드로 작동할 때, 상기 고분자 분산형 액정 소자를 온(on)-시켜 투과모드로 사용하는 경우, 실내의 사용자는 상기 액정패널에 디스플레이 된 영상뿐만 아니라 외부의 사물까지 볼 수 있어 투명 디스플레이로 구현될 수 있다.At this time, when the liquid crystal panel operates in the normally white mode, when the polymer dispersed liquid crystal device is turned on and used as the transmission mode, the user of the room not only displays the image displayed on the liquid crystal panel, It can be viewed as a transparent display.

상기 액정패널이 노멀리 화이트 모드로 작동할 때, 상기 고분자 분산형 액정 소자를 오프(off)-시켜 산란모드로 사용하는 경우, 실내의 사용자는 외부가 보이지 않는 반면, 내부의 상기 광원을 이용하여 상기 액정패널에 디스플레이 된 영상을 시청할 수 있어 불투명 디스플레이로 구현될 수 있다.When the liquid crystal panel operates in the normally white mode, when the polymer dispersed liquid crystal device is turned off and used in the scattering mode, the user of the room is not visible outside, It is possible to view an image displayed on the liquid crystal panel, and thus it can be realized as an opaque display.

이때, 상기 액정패널에 디스플레이 된 영상 위에 상기 터치패널을 이용하여 펜글씨 쓰기를 하는 경우 전자 칠판으로 구현될 수 있다.In this case, when the pen is written using the touch panel on the image displayed on the liquid crystal panel, it can be implemented as an electronic board.

상기 액정패널이 노멀리 화이트 모드로 작동할 때, 상기 고분자 분산형 액정 소자를 온-시켜 투과모드로 사용하는 경우, 내부의 상기 광원은 상기 고분자 분산형 액정 소자를 투과하여 외부의 사용자는 상기 액정패널에 디스플레이 된 영상을 보는 동시에, 외부의 자연광은 상기 반사매질을 통해 외부의 사물을 반사시킴에 따라 미러 디스플레이로 구현될 수 있다.When the liquid crystal panel operates in the normally white mode, when the polymer dispersed liquid crystal device is turned on and used in the transmissive mode, the light source inside the polymer dispersed liquid crystal device transmits through the polymer dispersed liquid crystal device, While viewing the image displayed on the panel, external natural light can be realized as a mirror display by reflecting an external object through the reflective medium.

이때, 상기 액정패널은 외부에서 보았을 때 화면의 반전이 없도록 좌우 영상을 반전시켜 디스플레이 할 수 있다.At this time, the liquid crystal panel can display the left and right images reversely so that there is no inversion of the screen when viewed from the outside.

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상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 스마트 윈도우 디스플레이는 투명 디스플레이와 불투명 디스플레이를 선택적으로 구현하는 한편, 투명 유리창과 불투명 유리창, 디지털 커튼, 전자 칠판 및 미러 디스플레이 등의 다양한 용도에서 구현할 수 있게 된다. 이에 따라 디스플레이의 응용 기술에 있어 우의를 점할 수 있는 한편, 액정표시장치로 투명 디스플레이의 구현이 가능하게 되어 액정표시장치의 적용 가능성을 확대시킬 수 있는 효과를 제공한다.As described above, the smart window display according to the present invention can be implemented in various applications such as a transparent window, an opaque window, a digital curtain, an electronic whiteboard, and a mirror display while selectively implementing a transparent display and an opaque display. As a result, it is possible to gain the advantage in the application technology of the display, and it is possible to realize the transparent display with the liquid crystal display device, thereby providing the effect of expanding the applicability of the liquid crystal display device.

도 1은 투명 디스플레이의 구조를 개략적으로 나타내는 분해사시도.
도 2는 투명 디스플레이를 예를 들어 나타내는 사진.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 스마트 윈도우 디스플레이의 구조를 개략적으로 나타내는 분해사시도.
도 4는 상기 도 3에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 스마트 윈도우 디스플레이에 있어, 투명 디스플레이를 구현하는 방법을 개략적으로 나타내는 단면도.
도 5a 및 도 5b는 고분자 분산형 액정의 동작 원리를 개략적으로 나타내는 단면도.
도 6은 상기 도 3에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 스마트 윈도우 디스플레이에 있어, 불투명 디스플레이 또는 전자 칠판을 구현하는 방법을 개략적으로 나타내는 단면도.
도 7은 상기 도 3에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 스마트 윈도우 디스플레이에 있어, 미러 디스플레이를 구현하는 방법을 개략적으로 나타내는 단면도.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스마트 윈도우 디스플레이의 구조를 개략적으로 나타내는 분해사시도.
도 9는 상기 도 8에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 스마트 윈도우 디스플레이에 있어, 투명 디스플레이를 구현하는 방법을 개략적으로 나타내는 단면도.
도 10은 본 발명에 따른 스마트 윈도우 디스플레이의 다양한 용도를 나타내는 표.1 is an exploded perspective view schematically showing the structure of a transparent display;
Figure 2 is a photograph illustrating an example of a transparent display.
3 is an exploded perspective view schematically illustrating a structure of a smart window display according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view schematically illustrating a method of implementing a transparent display in a smart window display according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 3; FIG.
5A and 5B are cross-sectional views schematically showing the operation principle of a polymer dispersed liquid crystal.
FIG. 6 is a cross-sectional view schematically illustrating a method of implementing an opaque display or an electronic whiteboard in a smart window display according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 3; FIG.
FIG. 7 is a cross-sectional view schematically illustrating a method of implementing a mirror display in a smart window display according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 3; FIG.
8 is an exploded perspective view schematically illustrating a structure of a smart window display according to another embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a cross-sectional view schematically illustrating a method of implementing a transparent display in a smart window display according to another embodiment of the present invention shown in FIG. 8; FIG.
10 is a table illustrating various uses of a smart window display in accordance with the present invention;

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 스마트 윈도우 디스플레이의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of a smart window display according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 투명 디스플레이의 구조를 개략적으로 나타내는 분해사시도로써, 액정표시장치로 투명 디스플레이를 구현한 경우를 예를 들어 나타내고 있다.FIG. 1 is an exploded perspective view schematically showing a structure of a transparent display, and shows a case where a transparent display is implemented by a liquid crystal display device.

또한, 도 2는 투명 디스플레이를 예를 들어 나타내는 사진이다.2 is a photograph showing an example of a transparent display.

상기 도 1을 참조하면, 투명 디스플레이는 광을 발생시키는 광원(160), 상기 광원(160)으로부터 발생되는 광을 편광시켜 주는 제 1 편광판(150), 상기 제 1 편광판(150)을 통해 입사되는 편광을 전면으로 출사시켜 주는 도광판(130)과 반사판(140), 상기 도광판(130)을 통해 출사된 광에 의해 영상을 표시하는 액정패널(100) 및 제 2 편광판(110)을 포함하여 구성된다.1, the transparent display includes a light source 160 for generating light, a first polarizer 150 for polarizing light generated from the light source 160, and a second polarizer 150 for entering through the first polarizer 150 A light guide plate 130 and a reflection plate 140 for emitting polarized light to the front side and a liquid crystal panel 100 and a second polarizer plate 110 for displaying images by light emitted through the light guide plate 130 .

이때, 도면에는 도시하지 않았으나, 상기 액정패널(100)은 상부 기판과 하부 기판 및 그 사이에 개재된 액정층을 포함한다.Here, although not shown in the figure, the liquid crystal panel 100 includes an upper substrate, a lower substrate, and a liquid crystal layer interposed therebetween.

상기 상부 기판과 하부 기판에는 매트릭스 방식으로 나열되어 화소영역을 정의하는 배선 및 블랙 매트릭스가 형성될 수 있으며, 상기 액정층을 구동하기 위한 공통전극과 화소전극을 구비한다. 또한, 색상을 구현하기 위한 컬러필터를 포함할 수 있다.The upper substrate and the lower substrate may include a common electrode and a pixel electrode for driving the liquid crystal layer. The common electrode and the black matrix may be arranged in a matrix manner to define a pixel region. In addition, it may include a color filter for implementing color.

상기 광원(160)은 상기 도광판(130)의 일측에 위치하는 입광면에 대향되게 배치된다. 상기 광원(160)은 냉음극 형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp; CCFL)나 외부전극 형광램프(External Electrode Fluorescent Lamp: EEFL)와 같은 램프나 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED) 어레이일 수 있다. 이때, 상기 발광 다이오드 어레이는 적색 발광 다이오드, 녹색 발광 다이오드 및 청색 발광 다이오드이거나 다수의 백색 발광 다이오드로 구성할 수 있다.The light source 160 is arranged to face the light incidence plane located at one side of the light guide plate 130. The light source 160 may be a lamp such as a cold cathode fluorescent lamp (CCFL) or an external electrode fluorescent lamp (EEFL) or a light emitting diode (LED) array. In this case, the light emitting diode array may be a red light emitting diode, a green light emitting diode, a blue light emitting diode, or a plurality of white light emitting diodes.

이때, 본 발명의 광원(160)으로는 도광판(130)의 일측 방향에서 입사된 자연광을 이용할 수도 있으며, 실내등에 의해 발광된 편광을 이용할 수도 있다.At this time, natural light incident from one side of the light guide plate 130 may be used as the light source 160 of the present invention, or polarized light emitted by the interior lamp may be used.

이때, 상기 광원(160)에서 발광된 광은 가사광선으로서 제 1 편광(수직 편광)과 제 2 편광(수평 편광)을 포함한다.At this time, the light emitted from the light source 160 includes a first polarized light (vertical polarization) and a second polarized light (horizontally polarized light) as a visible light.

그리고, 상기 제 1 편광판(150)은 상기 도광판(130)의 입광면에 인접하여 대향되게 배치된다. 즉, 상기 제 1 편광판(150)은 상기 광원(160)과 도광판(130)의 입광면 사이에 배치된다. 이때, 일 예로 상기 제 1 편광판(150)은 제 1 편광 및 제 2 편광들을 포함하는 광으로부터 제 1 편광만을 투과시킨다.The first polarizing plate 150 is disposed adjacent to and adjacent to the light incident surface of the light guide plate 130. That is, the first polarizer 150 is disposed between the light source 160 and the light incident surface of the light guide plate 130. At this time, for example, the first polarizer 150 transmits only the first polarized light from the light including the first polarized light and the second polarized light.

이때, 상기 도광판(130)은 상기 제 1 편광판(150)을 경유한 제 1 편광을 전면(前面)의 액정패널(100)로 입사시키며, 상기 액정패널(100)의 액정의 구동에 따라 제 1 편광에 위상차가 변화하고, 그 위상차의 변화 정도에 따라 제 2 편광판(110)을 통해 투과된 광량이 달라지게 되어 계조가 표현될 수 있다.At this time, the light guide plate 130 makes the first polarized light passing through the first polarizer 150 enter the front liquid crystal panel 100, and when the liquid crystal of the liquid crystal panel 100 is driven, The amount of light transmitted through the second polarizing plate 110 is changed according to the degree of change of the phase difference, and the gradation can be expressed.

상기 도광판(130)은 광원(160)으로부터 멀어질수록 전면에 광이 고르게 분포되기 어렵기 때문에 광원(160)으로부터 멀어질수록 광이 고르게 분포되도록 도광판(130)의 두께는 점차적으로 얇게 형성된다.The thickness of the light guide plate 130 is gradually thinned so that the light is uniformly distributed as the light guide plate 130 is further away from the light source 160 because the light is not uniformly distributed over the entire surface of the light guide plate 130.

아울러, 상기 도광판(130)의 하부 방향에서 입사된 자연광은 액정패널(100)의 구동에 관계없이 제 2 편광판(110)을 통해 투과되므로, 사용자는 디스플레이에 관계없이 도광판(130) 하부의 객체를 볼 수 있게 된다.Since the natural light incident from the lower side of the light guide plate 130 is transmitted through the second polarizer plate 110 irrespective of driving of the liquid crystal panel 100, I can see it.

즉, 도광판(130)에 입사되기 전의 광을 편광 시킴으로써 이 편광에 의해 디스플레이를 구현하는 한편, 도광판(130)의 하부 방향에서 입사된 자연광을 이용하여 투명한 상태를 유지할 수 있다.That is, by polarizing the light before being incident on the light guide plate 130, the display can be realized by the polarized light, while the transparent state can be maintained using the natural light incident from the lower side of the light guide plate 130.

이와 같이 액정표시장치로 투명 디스플레이의 구현이 가능하게 되어 액정표시장치의 적용 가능성을 확대시킬 수 있게 된다.As described above, it is possible to realize a transparent display with a liquid crystal display device, and the applicability of the liquid crystal display device can be expanded.

이러한 투명 디스플레이의 용도 외에 다른 용도로 구현이 가능한 본 발명의 투명 디스플레이를 스마트 윈도우 디스플레이(smart window display)라 명명하며, 이를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.The transparent display of the present invention, which can be implemented for other purposes than the use of such a transparent display, is called a smart window display and will be described in detail with reference to the drawings.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 스마트 윈도우 디스플레이의 구조를 개략적으로 나타내는 분해사시도로써, 액정표시장치로 투명 디스플레이를 포함하는 다양한 용도를 구현한 경우를 예를 들어 나타내고 있다. 다만, 본 발명이 상기 액정표시장치에 한정되는 것은 아니다.FIG. 3 is an exploded perspective view schematically illustrating a structure of a smart window display according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 illustrates a case where various applications including a transparent display are implemented as a liquid crystal display device. However, the present invention is not limited to the liquid crystal display device.

또한, 도 4는 상기 도 3에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 스마트 윈도우 디스플레이에 있어, 투명 디스플레이를 구현하는 방법을 개략적으로 나타내는 단면도이다.4 is a cross-sectional view schematically illustrating a method of implementing a transparent display in a smart window display according to an embodiment of the present invention shown in FIG.

상기 도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 스마트 윈도우 디스플레이는 유리창(W) 외부에서 입사된 자연광(SO)을 투과시키거나 산란시키는 고분자 분산형 액정(polymer dispersed liquid crystal) 소자(290), 상기 고분자 분산형 액정 소자(290)를 투과한 자연광을 편광시켜 주는 제 1 편광판(220), 상기 제 1 편광판(220)을 통해 편광된 광에 의해 영상을 표시하는 액정패널(200) 및 제 2 편광판(210)을 포함하여 구성된다.3 and 4, a smart window display according to an exemplary embodiment of the present invention includes a polymer dispersed liquid crystal device for transmitting or scattering natural light SO incident from the outside of a glass window W, A first polarizer 220 for polarizing natural light transmitted through the polymer dispersed liquid crystal device 290, a liquid crystal panel 200 for displaying an image by polarized light through the first polarizer 220, And a second polarizing plate 210. The first polarizing plate 210 and the second polarizing plate 210 are arranged in a matrix.

상기 본 발명의 실시예에 따른 스마트 윈도우 디스플레이는 상기 고분자 분산형 액정 소자(290)와 제 1 편광판(220) 사이에 반사를 위한 반사매질(280)을 구비할 수 있으며, 상기 제 2 편광판(210)의 전면(前面)에 터치 기능을 위한 터치패널(touch panel)(270)을 구비할 수 있다.The smart window display according to an exemplary embodiment of the present invention may include a reflective medium 280 for reflection between the polymer dispersed liquid crystal element 290 and the first polarizer 220. The second polarizer 210 A touch panel 270 for a touch function may be provided on a front surface of the touch panel.

상기 반사매질(280)은 반사의 목적으로 DBEF(Dual Brightness Enhancement Film)와 같은 휘도 향상 필름뿐만 아니라 단순 반사 재료 코팅의 적용도 가능하다.The reflection medium 280 can be applied not only to a brightness enhancement film such as DBEF (Dual Brightness Enhancement Film) but also to a reflective material coating for the purpose of reflection.

참고로, 상기 DBEF는 빛을 선택 투과, 반사시켜 휘도를 80% 이상 향상시켜 주는데, 빛이 액정패널(200)을 투과할 때 손실률을 줄여 디스플레이의 전체 밝기를 높여주는 역할을 한다.For reference, the DBEF selectively transmits and reflects light to improve the brightness by 80% or more. When the light passes through the liquid crystal panel 200, the DBEF reduces the loss rate and increases the overall brightness of the display.

또한, 상기 터치패널(270)은 캐드(Computer Aided Design; CAD), 생산시스템, 게임기, 키오스크(kiosk), 판매시점 정보관리(Point of sale; POS) 또는 의료분야 등에서 사용되는 것으로 키보드나 마우스를 대신하는 입력장치로서 출력장치인 디스플레이 면에 장착되어 사용자가 출력되는 표시면을 눈으로 보면서 소정 위치를 직접 눌러 대화하는 식으로 여러 가지의 입력 조작을 할 수 있도록 한 장치이다.The touch panel 270 is used in a computer aided design (CAD), a production system, a game machine, a kiosk, a point-of-sale (POS) As an alternative input device, it is mounted on a display surface, which is an output device, and can perform various input operations by directly touching a predetermined position while viewing the display surface of a user by eyes.

이러한 터치패널(270)은 작동원리에 따라 정전용량식과 저항막식으로 구분되는데, 정전용량식 터치패널은 1개의 투명 도전성필름 또는 투명 도전성 글라스에 정전용량의 충, 방전 상태가 반복되는 가운데 사용자가 누른 접촉점에서 펜 형태의 입력장치인 스타일러스(stylus)와 투명 도전성필름과의 용량결합에 따라 소량의 전하가 축적되고 이 전하량을 4개의 입력점으로부터 읽어들이고 좌표 값으로 환산하여 작동되는 것으로 이러한 정전용량식 터치패널은 스타일러스에 전원이 공급되어야 한다. 또한, 저항막식 터치패널은 2개의 대향하는 도전층(저항막)에 전압이 인가된 상태에서 사용자가 눌러 2개의 도전층이 접촉하여 발생하는 접촉점에서의 전압 또는 전류변화를 읽어들이고 (x, y)좌표 값으로 환산하여 작동하는 것이다.The touch panel 270 is divided into a capacitive type and a resistive type according to the principle of operation. In the capacitive touch panel, a charge / discharge state of electrostatic capacity is repeated in one transparent conductive film or a transparent conductive glass. A small amount of electric charge is accumulated by capacitive coupling between a stylus, which is a pen type input device at the contact point, and a transparent conductive film, and this electric charge is read from four input points and converted into coordinate values. The touch panel must be powered by the stylus. The resistance film type touch panel reads the voltage or current change at the contact point where the two conductive layers come into contact with each other when the user presses the two opposing conductive layers (resistance films) ) Coordinate values.

이때, 상기 액정패널(200)은 상부 기판(201)과 하부 기판(202) 및 그 사이에 개재된 액정층을 포함한다.At this time, the liquid crystal panel 200 includes an upper substrate 201, a lower substrate 202, and a liquid crystal layer interposed therebetween.

도면에는 도시하지 않았으나, 상기 상부 기판(201)과 하부 기판(202)에는 매트릭스 방식으로 나열되어 화소영역을 정의하는 배선 및 블랙 매트릭스가 형성될 수 있으며, 상기 액정층을 구동하기 위한 공통전극과 화소전극을 구비한다. 또한, 색상을 구현하기 위한 컬러필터를 포함할 수 있다.Although not shown in the drawing, the upper substrate 201 and the lower substrate 202 may be provided with a wiring and a black matrix which are arranged in a matrix manner and define a pixel region, and a common electrode for driving the liquid crystal layer, Electrode. In addition, it may include a color filter for implementing color.

상기 상부 기판(201)의 상부에는 상기 제 2 편광판(210)이 부착되고, 상기 하부 기판(202)의 하부에는 상기 제 1 편광판(220)이 부착된다. 상기 제 1 편광판(220)과 제 2 편광판(210)의 광투과축은 서로 직교하도록 배치하여야 흑색을 표현할 때 완전한 흑색 계조를 구현할 수 있다. 스마트 윈도우 디스플레이를 사용하지 않을 때에는 스마트 윈도우 디스플레이가 투명한 상태를 나타내며, 이 경우 액정패널(200)은 노멀리 화이트(Normally White; NW) 모드로 작동하여야 한다. 이를 위해 액정층은 트위스티드 네마틱 모드를 사용하는 것이 바람직하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 액정패널(200)은 노멀리 블랙(Normally Black; NB) 모드로 작동할 수 있다.The second polarizer 210 is attached to an upper portion of the upper substrate 201 and the first polarizer 220 is attached to a lower portion of the lower substrate 202. The light transmission axes of the first polarizer 220 and the second polarizer 210 should be orthogonal to each other to realize a full black color tone when black is expressed. When the smart window display is not used, the smart window display shows a transparent state. In this case, the liquid crystal panel 200 should operate in a normally white (NW) mode. For this purpose, the liquid crystal layer preferably uses a twisted nematic mode, but the present invention is not limited thereto. However, the present invention is not limited thereto, and the liquid crystal panel 200 may operate in a normally black (NB) mode.

이와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 스마트 윈도우 디스플레이는 투명 디스플레이로 구현하고자 하는 경우에는 상기 고분자 분산형 액정 소자(290)를 온-시켜 투과모드로 사용하게 되며, 불투명 디스플레이 또는 전자 칠판으로 구현하고자 하는 경우에는 상기 고분자 분산형 액정 소자(290)를 오프-시켜 산란모드로 사용하게 된다.When the smart window display according to the embodiment of the present invention is implemented as a transparent display, the polymer dispersed liquid crystal device 290 is turned on and used as a transmissive mode. The polymer dispersed liquid crystal device 290 is turned off to use it as a scattering mode.

도 5a 및 도 5b는 고분자 분산형 액정의 동작 원리를 개략적으로 나타내는 단면도로써, 전원(power)을 온-시킨 경우 및 오프-시킨 경우의 고분자 분산형 액정 소자를 각각 나타내고 있다.FIGS. 5A and 5B are cross-sectional views schematically showing the principle of operation of a polymer dispersed liquid crystal, and show a polymer dispersed liquid crystal element when power is turned on and off, respectively.

상기 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 고분자 분산형 액정 소자(290)는 고분자 분산형 액정(293)을 2장의 PET(Polyethylene Terephthalate)나 유리기판(291, 292)에 개재하여 구성하거나 필름 형태로 구성할 수 있다.5A and 5B, the polymer dispersed liquid crystal element 290 is constituted by interposing a polymer dispersed liquid crystal 293 on two PET (polyethylene terephthalate) or glass substrates 291 and 292, .

2장의 유리기판(291, 292)은 각각 내측 면에 투명전극(295, 296)이 형성되어 있다. 마주보는 투명전극(295, 296) 사이의 고분자(polymer)(294) 내에 고분자 분산형 액정(293)을 채우고 밀봉한 형태로 형성할 수 있다. 또는, 2장의 필름형 투명전극 사이에 고분자 분산형 액정 필름을 삽입하여 합착한 형태로 형성할 수 있다.The two glass substrates 291 and 292 are each formed with transparent electrodes 295 and 296 on their inner surfaces. The polymer dispersed liquid crystal 293 may be filled and sealed in the polymer 294 between the opposing transparent electrodes 295 and 296. Alternatively, a polymer dispersed liquid crystal film may be inserted between the two film-shaped transparent electrodes to form a laminate.

먼저, 마주보는 투명전극(295, 296)에 전원을 인가하면, 고분자(294) 내의 고분자 분산형 액정(293)이 전기장에 의해 일정방향을 갖도록 배열되어 빛이 투과하게 된다(투과모드). 반면, 전원을 인가하지 않은 상태에서는 상기 고분자 분산형 액정분자(293)가 임의적으로 배열되게 되므로 입사되는 빛을 산란시키게 된다(산란모드).First, when power is applied to the opposing transparent electrodes 295 and 296, the polymer dispersed liquid crystal 293 in the polymer 294 is arranged so as to have a certain direction by an electric field to transmit light (transmission mode). On the other hand, when the power source is not applied, the polymer dispersed liquid crystal molecules 293 are arbitrarily arranged, so that incident light is scattered (scattering mode).

즉, UV 경화 가능한 고분자 단량체와 액정의 혼합물을 셀에 주입한 후 노광을 통해 액정(293)과 고분자(294)의 상 분리를 유도한다. 적절한 조건에서 전압을 인가하기 전의 상기 고분자 분산형 액정(293) 내부의 네마틱 텍스처(texture)는 주위의 다른 도메인에 대하여 무작위로 배열되어 있다. 입사된 빛이 액정(293)과 고분자(294)의 굴절률 차이에 의해 산란된다. 이때, 상기 고분자 분산형 액정 소자(290)는 불투명한 하얀색을 나타낸다. 또한, 수직으로 움직이는 유전율 이방성이 양(+)인 액정(293)을 사용하기 때문에 전기장이 셀을 가로질러 공급될 때, 액정(293)은 전기장 방향으로 수직 배열하게 되며, 수직으로 입사된 빛이 액정(293)의 단축을 보게 된다. 이때, 만약 액정(293) 도메인의 굴절률이 고분자(294)의 굴절률과 같아지면 입사광이 셀을 통과하게 되어 투명한 상태가 된다.That is, a mixture of a UV-curable polymer monomer and a liquid crystal is injected into a cell, and phase separation of the liquid crystal 293 and the polymer 294 is induced through exposure. The nematic texture inside the polymer dispersed liquid crystal 293 before application of the voltage under appropriate conditions is randomly arranged with respect to other surrounding domains. Incident light is scattered by the refractive index difference between the liquid crystal 293 and the polymer 294. At this time, the polymer dispersed liquid crystal element 290 shows an opaque white color. Also, since the liquid crystal 293 having a positive (+) dielectric anisotropy moving in the vertical direction is used, when the electric field is supplied across the cell, the liquid crystal 293 is vertically arranged in the direction of the electric field, The short axis of the liquid crystal 293 is seen. At this time, if the refractive index of the domain of the liquid crystal 293 is equal to the refractive index of the polymer 294, the incident light passes through the cell and becomes transparent.

이러한 고분자 분산형 액정 소자(290)를 온-시켜 투과모드로 사용하는 경우 상기 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 스마트 윈도우 디스플레이를 투명 디스플레이로 구현할 수 있게 된다.When the polymer dispersed liquid crystal element 290 is turned on and used as a transmissive mode, a smart window display according to an embodiment of the present invention can be realized as a transparent display as shown in FIG.

즉, 유리창(W) 외부에서 입사된 자연광(SO)은 가시광선으로서 제 1 편광(수직 편광)과 제 2 편광(수평 편광)을 포함한다.That is, the natural light SO incident from the outside of the window W includes the first polarized light (vertically polarized light) and the second polarized light (horizontally polarized light) as visible light.

그리고, 편광모드의 경우 상기 고분자 분산형 액정 소자(290)를 투과한 제 1 편광과 제 2 편광은 상기 제 1 편광판(220)을 거쳐 상기 제 1 편광만이 투과되게 된다.In the polarization mode, only the first polarized light passes through the first polarizing plate 220 and the first polarized light and the second polarized light transmitted through the polymer dispersed liquid crystal element 290.

이때, 상기 제 1 편광은 전면(前面)의 액정패널(200)로 입사되며, 상기 액정패널(200)의 액정의 구동에 따라 제 1 편광에 위상차가 변화하고, 그 위상차의 변화 정도에 따라 제 2 편광판(210)을 통해 투과된 광량이 달라지게 되어 계조가 표현될 수 있다.At this time, the first polarized light is incident on the liquid crystal panel 200 on the front surface, and the phase difference is changed to the first polarized light according to the driving of the liquid crystal of the liquid crystal panel 200, The amount of light transmitted through the second polarizer 210 is changed, so that the gradation can be expressed.

아울러, 이렇게 통과한 빛을 이용하게 되면 실내의 사용자는 액정패널(200)에 디스플레이 된 영상뿐만 아니라 외부의 사물까지 볼 수 있는 투명 디스플레이로 구현이 가능하다.In addition, when the light passing through the LCD panel 200 is used, the user of the room can be realized not only as an image displayed on the liquid crystal panel 200, but also as a transparent display that can view external objects.

상기의 투명 디스플레이와 반대의 경우로 일반 불투명 디스플레이로의 구현도 가능하다.In contrast to the above-described transparent display, a general opaque display can also be implemented.

도 6은 상기 도 3에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 스마트 윈도우 디스플레이에 있어, 불투명 디스플레이 또는 전자 칠판을 구현하는 방법을 개략적으로 나타내는 단면도이다.FIG. 6 is a cross-sectional view schematically illustrating a method for implementing an opaque display or an electronic whiteboard in a smart window display according to an embodiment of the present invention shown in FIG.

상기 도 6을 참조하면, 불투명 디스플레이 또는 전자 칠판으로의 사용은 상기 고분자 분산형 액정 소자(290)를 오프-시켜 산란모드로 사용함으로써 가능하다.Referring to FIG. 6, opaque display or use as an electronic whiteboard can be achieved by turning off the polymer dispersed liquid crystal device 290 and using it as a scattering mode.

이와 같이 유리창(W) 외부에서 입사된 자연광(SO)이 상기 고분자 분산형 액정 소자(290)에서 산란(이때, 예를 들어 50%의 자연광(SO)은 반사되고, 남은 50%의 자연광(SO)은 투과될 수 있다)되고 이에 따라 실내의 사용자는 반대편이 보이지 않는 반면, 내부의 광원(SI) 및 일부 투과된 외부의 자연광(SO)을 이용하여 액정패널(200)에 디스플레이 된 영상은 시청이 가능하게 되어 불투명 디스플레이로 구현이 가능하다. 상기 내부의 광원(SI)은 반사매질(280)을 통해 상기 액정패널(200)로 반사되어 백라이트 광원으로 사용되게 된다.In this way, the natural light SO incident from the outside of the window W is scattered by the polymer dispersed liquid crystal element 290 (for example, 50% natural light SO is reflected, and the remaining 50% natural light SO The image displayed on the liquid crystal panel 200 using the internal light source SI and the partially transmitted external natural light SO can be viewed by the viewer And it can be implemented as an opaque display. The inner light source SI is reflected by the liquid crystal panel 200 through the reflective medium 280 to be used as a backlight light source.

한편, 상기 고분자 분산형 액정 소자(290)를 온, 오프 제어함으로써 투명 디스플레이와 불투명 디스플레이 사이의 전환이 가능하다.On the other hand, switching between the transparent display and the opaque display is possible by turning on and off the polymer dispersed liquid crystal element 290.

여기에 터치패널(270)을 제 2 편광판(210) 전면에 부착하여 상기 액정패널(200)에 디스플레이 된 영상 위에 펜글씨 쓰기(pen writing)를 하게되면 전자 칠판으로의 활용이 가능하다. 즉, 산란(scattering)이 가능한 상기 고분자 분산형 액정 소자(290) 위에 터치패널(270)을 장착한 디지털 보드(digital board)에서 펜글씨 쓰기를 하는 전자 칠판으로 활용이 가능할 것이다.When the touch panel 270 is attached to the front surface of the second polarizer 210 and pen writing is performed on the image displayed on the liquid crystal panel 200, it can be used as an electronic whiteboard. In other words, it can be used as an electronic board for pen writing in a digital board equipped with a touch panel 270 on the polymer dispersed liquid crystal element 290 capable of scattering.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 스마트 윈도우 디스플레이는 사용자가 외부에 있는 경우를 가정하면 미러 디스플레이(mirror display)로의 활용도 가능하다.In addition, the smart window display according to the embodiment of the present invention can be used as a mirror display, assuming that the user is outside.

도 7은 상기 도 3에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 스마트 윈도우 디스플레이에 있어, 미러 디스플레이를 구현하는 방법을 개략적으로 나타내는 단면도이다.FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing a method of implementing a mirror display in a smart window display according to an embodiment of the present invention shown in FIG.

상기 도 7을 참조하면, 사용자가 외부에 있는 경우를 가정하면 미러 디스플레이로의 사용은 상기 고분자 분산형 액정 소자(290)를 온-시켜 투과모드로 사용함으로써 가능하며, 전술한 투명 디스플레이의 구현 원리와 유사하다.7, it is possible to use the liquid crystal display device as a mirror display by turning on the polymer dispersed liquid crystal device 290 in a transmissive mode, assuming that the user is outside, .

즉, 내부의 광원(SI)으로부터 조사된 빛은 내부의 상기 고분자 분산형 액정 소자(290)를 온-시킴으로써 투과되게 되고, 이 빛은 액정패널(200)을 통과하게 되어 외부에 있는 사용자가 디스플레이 된 영상을 볼 수 있게 된다. 이 경우 외부에서 보았을 때도 화면의 반전이 없도록 하기 위해서 디스플레이 된 영상은 좌우 반전(inversion)을 시켜 출력하는 것이 필요하다.That is, the light radiated from the internal light source SI is transmitted through the inside of the polymer dispersed liquid crystal device 290 by turning on the light. The light passes through the liquid crystal panel 200, So that the user can view the image. In this case, it is necessary to invert the displayed image so that there is no inversion of the screen even when viewed from the outside.

이때, 외부의 자연광(SO)은 반사매질(280)을 통하여 외부의 사물(object)을 반사시킴에 따라 본 발명의 실시예에 따른 스마트 윈도우 디스플레이는 미러 역할을 할 수 있다. 즉, 디스플레이 된 영상정보와 외부의 사물을 미러 반사를 통해 함께 보여주는 미러 디스플레이의 구현이 가능하다.At this time, the external natural light SO reflects an external object through the reflective medium 280, so that the smart window display according to the embodiment of the present invention can act as a mirror. That is, it is possible to realize a mirror display that displays displayed image information and an external object together through mirror reflection.

여기서, 전술한 바와 같이 상기 반사매질(280)은 반사의 목적으로 DBEF, CLC(Cholesteric Liquid Crystal), 다층 박막 재료와 같은 휘도 향상 필름뿐만 아니라 단순 반사 재료 코팅의 적용도 가능하다.Here, as described above, the reflection medium 280 can be applied not only to a brightness enhancement film such as a DBEF, a cholesteric liquid crystal (CLC), or a multilayer thin film material, but also to a simple reflection material coating for the purpose of reflection.

상기 반사매질(280)의 위치는 배면 반사가 가능하기만 하면 상기 액정패널(200)의 하부 어디든지 가능하다. 또한, 상기 고분자 분산형 액정 소자(290)의 경우 전압에 따라 투과와 산란을 제어하는 것을 목적으로 하기 때문에 상기 반사매질(280)과 동일하게 액정패널(200)의 하부에서 자유롭게 위치를 변경할 수 있다.The position of the reflective medium 280 can be positioned anywhere below the liquid crystal panel 200 as long as the backside can be reflected. In the case of the polymer dispersed liquid crystal device 290, since it is intended to control the transmission and scattering according to the voltage, the position can be freely changed in the lower part of the liquid crystal panel 200 like the reflection medium 280 .

한편, 상기 본 발명의 실시예에 따른 스마트 윈도우 디스플레이는 백라이트가 적용된 구조에도 적용 가능하며, 이를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Meanwhile, the smart window display according to the embodiment of the present invention can be applied to a structure to which a backlight is applied, and will be described in detail with reference to the drawings.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스마트 윈도우 디스플레이의 구조를 개략적으로 나타내는 분해사시도로써, 액정표시장치로 투명 디스플레이를 포함하는 다양한 용도를 구현한 경우를 예를 들어 나타내고 있다. 다만, 본 발명이 상기 액정표시장치에 한정되는 것은 아니다.FIG. 8 is an exploded perspective view schematically illustrating a structure of a smart window display according to another embodiment of the present invention. FIG. 8 illustrates a case where various applications including a transparent display are implemented as a liquid crystal display device. However, the present invention is not limited to the liquid crystal display device.

또한, 도 9는 상기 도 8에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 스마트 윈도우 디스플레이에 있어, 투명 디스플레이를 구현하는 방법을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
9 is a cross-sectional view schematically illustrating a method of implementing a transparent display in a smart window display according to another embodiment of the present invention shown in FIG.

상기 도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 스마트 윈도우 디스플레이는 광을 발생시키는 광원(360), 상기 광원(360)으로부터 발생되는 광을 편광시켜 주는 제 1 편광판(350), 상기 제 1 편광판(350)을 통해 입사되는 편광을 전면으로 출사시켜 주는 도광판(330), 상기 도광판(330)을 통해 출사된 편광이나 외부 자연광(SO)을 투과시키거나 산란시키는 고분자 분산형 액정 소자(390), 상기 고분자 분산형 액정 소자(390)를 투과한 광에 의해 영상을 표시하는 액정패널(300) 및 제 2 편광판(310)을 포함하여 구성된다.8 and 9, the smart window display according to another embodiment of the present invention includes a light source 360 for generating light, a first polarizer 350 for polarizing light generated from the light source 360, A light guide plate 330 for emitting a polarized light incident through the first polarizer 350 to the front, a polarizing plate 340 for transmitting or scattering polarized light emitted from the light guide plate 330 or external natural light SO, A liquid crystal panel 300 for displaying an image by the light transmitted through the polymer dispersed liquid crystal device 390, and a second polarizer 310.

상기 본 발명의 다른 실시예에 따른 스마트 윈도우 디스플레이는 상기 고분자 분산형 액정 소자(390)와 액정패널(300) 사이에 반사를 위한 반사매질(380)을 구비할 수 있으며, 상기 제 2 편광판(310)의 전면에 터치 기능을 위한 터치패널(370)을 구비할 수 있다.The smart window display according to another embodiment of the present invention may include a reflection medium 380 for reflection between the polymer dispersed liquid crystal device 390 and the liquid crystal panel 300. The second polarizer 310 And a touch panel 370 for a touch function.

상기 반사매질(380)은 반사의 목적으로 DBEF, CLC, 다층 박막 재료와 같은 휘도 향상 필름뿐만 아니라 단순 반사 재료 코팅의 적용도 가능하다.The reflection medium 380 can be applied not only to luminance enhancement films such as DBEF, CLC, and multilayer thin film materials, but also to simple reflective material coatings for the purpose of reflection.

또한, 상기 도광판(330)은 그 상면이나 하면에 광을 산란시켜 균일한 면광원을 만들기 위해 복수개의 오목패턴이 형성될 수 있다. 이때, 상기 복수개의 오목패턴은 오목패턴과 동일 패턴 형태가 정의된 별도의 마스크(미도시)를 이용하여 상기 도광판(330)의 상면이나 하면에 레이저를 조사함으로써 형성될 수 있다. 이때, 상기 레이저 조사시의 조사 에너지, 조사시간 등은 제품의 크기 또는 종류에 따라 다르게 적용될 수 있다. 상기 오목패턴은 레이저 조사 이외에, 요철이나 식각 또는 인쇄방법 등을 사용하여 형성할 수도 있다.In addition, the light guide plate 330 may be formed with a plurality of concave patterns to scatter light on the upper and lower surfaces thereof to form a uniform surface light source. At this time, the plurality of concave patterns may be formed by irradiating a laser beam to the upper surface or the lower surface of the light guide plate 330 using a separate mask (not shown) having the same pattern shape as the concave pattern. At this time, the irradiation energy, the irradiation time, and the like at the time of laser irradiation may be applied differently depending on the size or type of the product. In addition to laser irradiation, the concave pattern may be formed by using concavo-convex, etching, printing or the like.

상기 도광판(330)은 광원(360)으로부터 멀어질수록 전면에 광이 고르게 분포되기 어렵기 때문에 광원(360)으로부터 멀어질수록 광이 고르게 분포되도록 도광판(330)의 두께는 점차적으로 얇게 형성될 수 있다.The thickness of the light guide plate 330 may be gradually thinned so that the light is uniformly distributed as the light guide plate 330 is further away from the light source 360 because the light is not uniformly distributed over the entire surface of the light guide plate 330 have.

전술한 바와 같이 상기 터치패널(370)은 캐드, 생산시스템, 게임기, 키오스크, 판매시점 정보관리 또는 의료분야 등에서 사용되는 것으로 키보드나 마우스를 대신하는 입력장치로서 출력장치인 디스플레이 면에 장착되어 사용자가 출력되는 표시면을 눈으로 보면서 소정 위치를 직접 눌러 대화하는 식으로 여러 가지의 입력 조작을 할 수 있도록 한 장치이다.As described above, the touch panel 370 is an input device that is used in a CAD, a production system, a game machine, a kiosk, a point of sale information management, or a medical field, And is capable of performing various input operations by directly touching a predetermined position while viewing an output display surface with eyes.

이러한 터치패널(370)은 작동원리에 따라 정전용량식과 저항막식으로 구분되는데, 정전용량식 터치패널은 1개의 투명 도전성필름 또는 투명 도전성 글라스에 정전용량의 충, 방전 상태가 반복되는 가운데 사용자가 누른 접촉점에서 펜 형태의 입력장치인 스타일러스와 투명 도전성필름과의 용량결합에 따라 소량의 전하가 축적되고 이 전하량을 4개의 입력점으로부터 읽어들이고 좌표 값으로 환산하여 작동되는 것으로 이러한 정전용량식 터치패널은 스타일러스에 전원이 공급되어야 한다. 또한, 저항막식 터치패널은 2개의 대향하는 도전층(저항막)에 전압이 인가된 상태에서 사용자가 눌러 2개의 도전층이 접촉하여 발생하는 접촉점에서의 전압 또는 전류변화를 읽어들이고 (x, y)좌표 값으로 환산하여 작동하는 것이다.The touch panel 370 is classified into a capacitive type and a resistive type according to the principle of operation. In the capacitive touch panel, a charge / discharge state of electrostatic capacity is repeated in one transparent conductive film or a transparent conductive glass. A small amount of electric charge is accumulated due to capacitive coupling between the stylus which is a pen type input device at the contact point and the transparent conductive film, and the electric charge amount is read from four input points and converted into coordinate values. The stylus must be powered. The resistance film type touch panel reads the voltage or current change at the contact point where the two conductive layers come into contact with each other when the user presses the two opposing conductive layers (resistance films) ) Coordinate values.

이때, 상기 액정패널(300)은 상부 기판(301)과 하부 기판(302) 및 그 사이에 개재된 액정층을 포함한다.At this time, the liquid crystal panel 300 includes an upper substrate 301, a lower substrate 302, and a liquid crystal layer interposed therebetween.

도면에는 도시하지 않았으나, 상기 상부 기판(301)과 하부 기판(302)에는 매트릭스 방식으로 나열되어 화소영역을 정의하는 배선 및 블랙 매트릭스가 형성될 수 있으며, 상기 액정층을 구동하기 위한 공통전극과 화소전극을 구비한다. 또한, 색상을 구현하기 위한 컬러필터를 포함할 수 있다.Although not shown in the drawing, the upper substrate 301 and the lower substrate 302 may be provided with a wiring and a black matrix which are arranged in a matrix manner to define a pixel region, and a common electrode for driving the liquid crystal layer, Electrode. In addition, it may include a color filter for implementing color.

상기 상부 기판(301)의 상부에는 상기 제 2 편광판(310)이 부착되고, 상기 도광판(330)의 입광면에는 상기 제 1 편광판(350)이 부착된다. 상기 제 1 편광판(350)과 제 2 편광판(310)의 광투과축은 서로 직교하도록 배치하여야 흑색을 표현할 때 완전한 흑색 계조를 구현할 수 있다. 스마트 윈도우 디스플레이를 사용하지 않을 때에는 스마트 윈도우 디스플레이가 투명한 상태를 나타내며, 이 경우 액정패널(300)은 노멀리 화이트 모드로 작동하여야 한다. 이를 위해 액정층은 트위스티드 네마틱 모드를 사용하는 것이 바람직하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.The second polarizing plate 310 is attached to the upper portion of the upper substrate 301 and the first polarizing plate 350 is attached to the light incident surface of the light guide plate 330. The light transmission axes of the first polarizer 350 and the second polarizer 310 should be orthogonal to each other to realize a full black color tone when black is expressed. When the smart window display is not used, the smart window display shows a transparent state, in which case the liquid crystal panel 300 should operate in the normally white mode. For this purpose, the liquid crystal layer preferably uses a twisted nematic mode, but the present invention is not limited thereto.

이와 같이 구성된 본 발명의 다른 실시예에 따른 스마트 윈도우 디스플레이는 투명 디스플레이로 구현하고자 하는 경우에는 상기 고분자 분산형 액정 소자(390)를 온-시켜 투과모드로 사용하게 되며, 불투명 디스플레이 또는 전자 칠판으로 구현하고자 하는 경우에는 상기 고분자 분산형 액정 소자(390)를 오프-시켜 산란모드로 사용하게 된다.When the smart window display according to another embodiment of the present invention is implemented as a transparent display, the polymer dispersed liquid crystal device 390 is turned on and used as a transmissive mode, and is implemented as an opaque display or an electronic blackboard The polymer dispersed liquid crystal device 390 is turned off and used as a scattering mode.

일 예로, 투명 디스플레이로 구현하는 경우 상기 도 9를 참조하면, 상기 제 1 편광판(350)은 제 1 편광 및 제 2 편광들을 포함하는 광으로부터 제 1 편광만을 투과시킨다.For example, when implemented as a transparent display, referring to FIG. 9, the first polarizer 350 transmits only the first polarized light from the light including the first polarized light and the second polarized light.

이때, 상기 광원(360)은 상기 도광판(330)의 일측에 위치하는 입광면에 대향되게 배치된다. 상기 광원(360)은 냉음극 형광램프나 외부전극 형광램프와 같은 램프나 발광 다이오드 어레이일 수 있다. 이때, 상기 발광 다이오드 어레이는 적색 발광 다이오드, 녹색 발광 다이오드 및 청색 발광 다이오드이거나 다수의 백색 발광 다이오드로 구성할 수 있다.At this time, the light source 360 is disposed to face the light incidence surface located at one side of the light guide plate 330. The light source 360 may be a lamp such as a cold cathode fluorescent lamp or an external electrode fluorescent lamp, or a light emitting diode array. In this case, the light emitting diode array may be a red light emitting diode, a green light emitting diode, a blue light emitting diode, or a plurality of white light emitting diodes.

상기 광원(360)에서 발광된 광은 가사광선으로서 제 1 편광(수직 편광)과 제 2 편광(수평 편광)을 포함한다.The light emitted from the light source 360 includes first polarized light (vertical polarized light) and second polarized light (horizontal polarized light) as visible light rays.

그리고, 상기 제 1 편광판(350)은 상기 도광판(330)의 입광면에 인접하여 대향되게 배치된다. 즉, 상기 제 1 편광판(350)은 상기 광원(360)과 도광판(330)의 입광면 사이에 배치된다.The first polarizing plate 350 is disposed adjacent to and adjacent to the light incident surface of the light guide plate 330. That is, the first polarizing plate 350 is disposed between the light source 360 and the light incident surface of the light guide plate 330.

이때, 상기 도광판(330)은 상기 제 1 편광판(350)을 경유한 제 1 편광을 전면의 고분자 분산형 액정 소자(390) 및 액정패널(300)로 입사시키며, 상기 액정패널(300)의 액정의 구동에 따라 제 1 편광에 위상차가 변화하고, 그 위상차의 변화 정도에 따라 제 2 편광판(310)을 통해 투과된 광량이 달라지게 되어 계조가 표현되게 된다.The light guide plate 330 allows the first polarized light passing through the first polarizing plate 350 to enter the polymer dispersed liquid crystal device 390 and the liquid crystal panel 300 on the front side, The amount of light transmitted through the second polarizing plate 310 changes according to the degree of change in the phase difference, so that the gradation is expressed.

아울러, 상기 도광판(330)의 하부 방향에서 입사된 외부 자연광(SO)은 액정패널(300)의 구동에 관계없이 제 2 편광판(310)을 통해 투과되므로, 사용자는 디스플레이에 관계없이 외부의 사물까지 볼 수 있는 투명 디스플레이로 구현이 가능하다.Since the external natural light SO incident from the lower side of the light guide plate 330 is transmitted through the second polarizing plate 310 irrespective of driving of the liquid crystal panel 300, Transparent display that can be seen.

이 외에도 전술한 바와 같이 액정패널(300)과 고분자 분산형 액정 소자(390)의 조합에 따라 여러 가지 기능의 사용이 가능하다.In addition, various functions can be used depending on the combination of the liquid crystal panel 300 and the polymer dispersed liquid crystal element 390 as described above.

이와 같이 본 발명의 스마트 윈도우 디스플레이는 투명 디스플레이 외에 일반 불투명 디스플레이로의 전환, 투명 유리창, 불투명 유리창, 디지털 커튼(암막), 전자 칠판, 미러 디스플레이 등의 구현이 가능할 것으로 기대된다(도 10 참조).As described above, the smart window display of the present invention is expected to be capable of realizing a transition to a general opaque display, a transparent window, an opaque window, a digital curtain (black), an electronic board, and a mirror display in addition to a transparent display.

상기한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.While a great many are described in the foregoing description, it should be construed as an example of preferred embodiments rather than limiting the scope of the invention. Therefore, the invention should not be construed as limited to the embodiments described, but should be determined by equivalents to the appended claims and the claims.

100,200,300 : 액정패널 110,210,310 : 제 2 편광판
130,330 : 도광판 140 : 반사판
150,220,350 : 제 1 편광판 160,360 : 광원
270,370 : 터치패널 280,380 : 반사매질
290,390 : 고분자 분산형 액정 소자100, 200, 300: liquid crystal panel 110, 210, 310:
130, 330: a light guide plate 140:
150, 220, 350: first polarizing plate 160, 360:
270,370: touch panel 280, 380: reflective medium
290,390: polymer dispersed liquid crystal device

Claims (13)

도광판 일측의 입광면에 대향 배치되는 광원;
상기 광원과 상기 도광판의 입광면 사이에 배치되는 제 1 편광판;
상기 도광판의 전면(前面)에 위치하며, 외부의 자연광이나 상기 도광판의 전면에서 출사되는 광을 투과시키거나 산란시키는 고분자 분산형 액정 소자; 및
상기 고분자 분산형 액정 소자의 전면(前面)에 위치하며, 상기 제 1 편광판을 통해 편광된 광에 의해 영상을 표시하는 액정패널 및 제 2 편광판을 포함하며,
상기 고분자 분산형 액정 소자와 상기 액정패널 사이로, 상기 광원으로부터 발광된 빛을 선택적으로 투과 및 반사시키는 반사매질이 위치하는 스마트 윈도우 디스플레이.
A light source disposed opposite to a light incidence surface on one side of the light guide plate;
A first polarizer disposed between the light source and the light incident surface of the light guide plate;
A polymer dispersed liquid crystal device which is located on a front surface of the light guide plate and transmits or scatters external natural light or light emitted from the front surface of the light guide plate; And
A liquid crystal panel disposed on a front surface of the polymer dispersed liquid crystal device and displaying an image by the polarized light through the first polarizer, and a second polarizer,
And a reflective medium for selectively transmitting and reflecting light emitted from the light source is positioned between the polymer dispersed liquid crystal device and the liquid crystal panel.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 편광판의 전면에 위치하며, 터치 기능을 갖는 터치패널을 추가로 포함하는 스마트 윈도우 디스플레이.
The method according to claim 1,
And a touch panel having a touch function, the touch panel being located on a front surface of the second polarizer.
제 1 항에 있어서,
상기 반사매질은 DBEF(Dual Brightness Enhancement Film), CLC(Cholesteric Liquid Crystal), 다층 박막 재료의 휘도 향상 필름으로 이루어지는 스마트 윈도우 디스플레이.
The method according to claim 1,
The reflective medium may be a Dual Brightness Enhancement Film (DBEF), a Cholesteric Liquid Crystal (CLC), or a brightness enhancement film of a multilayer thin film material.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 편광판과 상기 제 2 편광판의 광투과축은 서로 직교하는 스마트 윈도우 디스플레이.
The method according to claim 1,
Wherein the light transmission axes of the first polarizer and the second polarizer are orthogonal to each other.
제 1 항에 있어서,
상기 도광판은 상기 광원으로부터 멀어질수록 두께가 점차적으로 얇게 구성되는 스마트 윈도우 디스플레이.
The method according to claim 1,
Wherein the light guide plate has a gradually thinner thickness as the distance from the light source increases.
제 3 항에 있어서,
상기 액정패널이 노멀리 화이트 모드로 작동할 때, 상기 고분자 분산형 액정 소자를 온(on)-시켜 투과모드로 사용하는 경우, 실내의 사용자는 상기 액정패널에 디스플레이 된 영상뿐만 아니라 외부의 사물까지 볼 수 있어 투명 디스플레이로 구현되는 스마트 윈도우 디스플레이.
The method of claim 3,
When the liquid crystal panel operates in the normally white mode, when the polymer dispersed liquid crystal device is turned on and used in the transmissive mode, the user of the room not only displays the image displayed on the liquid crystal panel, A smart window display that can be viewed as a transparent display.
제 3 항에 있어서,
상기 액정패널이 노멀리 화이트 모드로 작동할 때, 상기 고분자 분산형 액정 소자를 오프(off)-시켜 산란모드로 사용하는 경우, 실내의 사용자는 외부가 보이지 않는 반면, 내부의 상기 광원을 이용하여 상기 액정패널에 디스플레이 된 영상을 시청할 수 있어 불투명 디스플레이로 구현되는 스마트 윈도우 디스플레이.
The method of claim 3,
When the liquid crystal panel operates in the normally white mode, when the polymer dispersed liquid crystal device is turned off and used in the scattering mode, the user of the room is not visible outside, A smart window display capable of viewing an image displayed on the liquid crystal panel and implemented as an opaque display.
제 8 항에 있어서,
상기 액정패널에 디스플레이 된 영상 위에 상기 터치패널을 이용하여 펜글씨 쓰기를 하는 경우 전자 칠판으로 구현되는 스마트 윈도우 디스플레이.
9. The method of claim 8,
A smart window display implemented as an electronic blackboard when pen writing is performed on the image displayed on the liquid crystal panel using the touch panel.
제 1 항에 있어서,
상기 액정패널이 노멀리 화이트 모드로 작동할 때, 상기 고분자 분산형 액정 소자를 온-시켜 투과모드로 사용하는 경우, 내부의 상기 광원은 상기 고분자 분산형 액정 소자를 투과하여 외부의 사용자는 상기 액정패널에 디스플레이 된 영상을 보는 동시에, 외부의 자연광은 상기 반사매질을 통해 외부의 사물을 반사시킴에 따라 미러 디스플레이로 구현되는 스마트 윈도우 디스플레이.
The method according to claim 1,
When the liquid crystal panel operates in the normally white mode, when the polymer dispersed liquid crystal device is turned on and used in the transmissive mode, the light source inside the polymer dispersed liquid crystal device transmits through the polymer dispersed liquid crystal device, A smart window display wherein the natural light of the outside is viewed as a mirror display by reflecting an external object through the reflection medium while viewing the image displayed on the panel.
제 10 항에 있어서,
상기 액정패널은 외부에서 보았을 때 화면의 반전이 없도록 좌우 영상을 반전시켜 디스플레이 하는 스마트 윈도우 디스플레이.11. The method of claim 10,
Wherein the liquid crystal panel is a smart window display in which left and right images are reversed and displayed so that there is no inversion of the screen when viewed from the outside. 삭제delete 삭제delete
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