KR102014270B1 - 냉장고 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

일 실시예에 따른 냉장고는 저장실을 포함하는 본체와 저장실을 개폐하도록 상기 본체에 결합되는 도어와 도어의 적어도 일 영역에 마련되며, 제1 모드, 제2 모드 및 제3 모드 사이에서 전환 가능한 디스플레이와 텍스트, 이미지 및 색 중 적어도 하나를 저장하는 기억 소자와 디스플레이가 제1 모드, 제2 모드 및 제3 모드 중 하나로 전환되도록 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 디스플레이는 저장실에 보관된 식품을 외부에서 확인할 수 있는 제1 모드와, 기억 소자에 저장된 텍스트, 이미지, 색 중 적어도 하나를 표시할 수 있는 제2 모드와, 저장실의 내부를 확인할 수 없는 제3 모드를 포함한다.

Description

냉장고 및 그 제어방법{REFRIGERATOR AND CONTROL METHOD FOR THE SAME}

개시된 발명은 투명/불투명 전환 가능한 디스플레이를 장착한 냉장고 및 그 제어방법에 관한 것이다.

냉장고는 식품을 일정 온도 이하의 상태에서 보관하기 위해 외부로부터의 단열이 요구되고, 이를 위해 본체가 불투명한 금속, 유리 또는 플라스틱과 같은 소재로 구성되어 냉장고의 내부를 볼 수 없다.

일반적으로는 냉장고 내부의 상태를 확인하기 위해 냉장고의 도어를 개방해야 한다. 그러나, 냉장고의 도어를 자주 개방하게 되면 냉장고의 내부와 외부 사이의 온도차에 따른 에너지 손실이 발생하고, 냉각 효율이 떨어질 뿐만 아니라 냉장고 문이 개방된 동안 고내의 온도가 상승하여 식품이 변질될 수 있다.

또한, 냉장고 내부의 상태를 확인하기 위해 본체 또는 도어의 일부를 투명하게 구현하는 것도 가능하나, 이 경우에는 냉장고의 내부가 항상 외부로 노출되고, 뿐만 아니라 단열 성능이 저하될 수 있다는 문제점이 있다.

개시된 발명의 일 측면은, 도어의 적어도 일 영역에 투명-불투명 전환 가능한 디스플레이가 마련되어 도어를 열지 않고서도 내부를 확인할 수 있는 냉장고 및 그 제어방법을 제공한다.

또한, 냉장고에 마련된 디스플레이는 불투명 상태일 때 텍스트 또는 이미지를 표시하거나 사용자로부터 메모를 입력받을 수 있는 냉장고 및 그 제어방법을 제공한다.

일 실시예에 따른 냉장고는, 저장실을 포함하는 본체; 상기 저장실을 개폐하도록 상기 본체에 결합되는 도어; 상기 도어의 적어도 일 영역에 마련되며, 투명 모드 및 표시 모드를 갖는 디스플레이; 및 상기 디스플레이가 표시 모드일 때 텍스트, 이미지 또는 색상 중 적어도 하나를 표시하도록 제어하는 제어부를 포함한다.

상기 디스플레이는, 내부에 광원을 포함하지 않는 반사형 디스플레이일 수 있다.

상기 디스플레이는, 제1전극; 제2전극; 및 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 충전되어 인가되는 전기장에 따라 상태가 달라지는 콜레스테릭 액정을 포함할 수 있다.

상기 디스플레이는, 상기 콜레스테릭 액정에 의해 메모가 입력되는 불투명 모드로 전환될 수 있다.

상기 디스플레이는, 제1전극; 제2전극; 및 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 충전되어 인가되는 전기장에 따라 상태가 달라지는 광결정을 포함할 수 있다.

상기 디스플레이는, 상기 광결정에 의해 거울로 사용되는 반사 모드로 전환 가능하다.

상기 저장실에 마련되는 조명 장치를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 디스플레이가 투명 모드일 때 상기 조명 장치가 온(on) 되도록 제어할 수 있다.

상기 투명 모드, 상기 표시 모드 또는 상기 불투명 모드에 대한 선택을 입력받는 입력부를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 입력부가 입력받은 선택에 따라 상기 디스플레이가 투명 모드, 표시 모드 또는 불투명 모드로 전환하도록 제어할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 투명 모드가 선택된 경우, 상기 콜레스테릭 액정이 호메오트로픽(homeotropic) 상태가 되도록 상기 디스플레이에 인가되는 전압을 조절하여 상기 디스플레이가 광을 투과시키도록 제어할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 표시 모드가 선택된 경우, 상기 콜레스테릭 액정이 플래너(planar) 상태가 되도록 상기 디스플레이에 인가되는 전압을 조절하여 상기 디스플레이가 입사되는 광을 파장에 따라 선택적으로 반사시키도록 제어할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 불투명 모드가 선택된 경우, 상기 콜레스테릭 액정이 포컬 코닉(focal conic) 상태가 되도록 상기 디스플레이에 인가되는 전압을 조절하여 상기 디스플레이가 입사되는 광을 산란 또는 난반사시키도록 제어할 수 있다.

상기 투명 모드, 표시 모드 또는 반사 모드에 대한 선택을 입력받는 입력부를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 입력부가 입력받은 선택에 따라 상기 디스플레이가 투명 모드, 표시 모드 또는 반사 모드로 전환하도록 제어할 수 있다.

상기 디스플레이의 후면에 배치되는 단열 부재를 더 포함할 수 있다.

상기 단열 부재는, 제1 투명 기판과 제2 투명 기판을 포함하고, 상기 제1 투명 기판과 상기 제2 투명 기판 사이의 공간은 진공 상태일 수 있다.

상기 단열 부재는, 상기 제1 투명 기판과 상기 제2 기판 사이에 형성되는 적어도 하나의 스페이서를 포함할 수 있다.

상기 디스플레이는, 상기 불투명 모드에서 사용자에 의해 입력된 상기 메모를 표시할 수 있다.

상기 입력부는, 리셋(reset)에 관한 선택을 더 입력받도록 구성되고, 상기 제어부는, 상기 입력부로부터 상기 리셋 입력을 받은 경우 상기 디스플레이에 표시된 메모를 삭제할 수 있다.

상기 디스플레이의 전면에 배치되는 터치 패널을 더 포함하고, 상기 메모는 상기 터치 패널을 통해 입력될 수 있다.

상기 입력된 메모를 저장하는 기억 소자를 더 포함할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 디스플레이가 상기 투명 모드로 전환된 후 기준 시간이 경과하면, 상기 디스플레이를 상기 표시 모드로 전환할 수 있다.

사용자의 접근을 감지하는 감지센서를 더 포함하며, 상기 제어부는, 사용자의 접근을 감지하면 상기 투명 모드로 전환하고, 사용자가 이격된 것으로 감지하면 상기 표시 모드로 전환할 수 있다.

상기 디스플레이의 후면에 배치되는 원형 편광자 또는 TN(Twisted Nematic) 액정을 더 포함할 수 있다.

상기 원형 편광자는, 1/4 파장판 및 선형 편광자를 포함할 수 있다.

상기 콜레스테릭 액정이 우원편광된 광을 반사하는 구조를 갖는 경우, 상기 원형 편광자는, 우원 편광된 광만을 투과시킬 수 있다.

상기 콜레스테릭 액정이 좌원편광된 광을 반사하는 구조를 갖는 경우, 상기 원형 편광자는, 좌원 편광된 광만을 투과시킬 수 있다.

일 실시예에 따른 투명 모드와 표시 모드를 포함하는 작동 모드를 갖는 디스플레이를 포함하는 냉장고의 제어방법에 있어서, 상기 디스플레이가 투명 모드일 때, 상기 디스플레이에 인가되는 전압을 조절하여 상기 디스플레이가 광을 투과시키도록 제어하고; 상기 디스플레이가 표시 모드일 때, 상기 디스플레이에 인가되는 전압을 조절하여 상기 디스플레이가 텍스트, 이미지 및 색상 중 적어도 하나를 표시하도록 제어하는 것을 포함한다.

상기 투명 모드 또는 표시 모드에 관한 선택을 입력받는 것을 더 포함할 수 있다.

상기 디스플레이가 투명 모드일 때, 상기 냉장고의 내부에 마련된 조명 장치를 온(on) 시키는 것을 더 포함할 수 있다.

사용자의 접근을 감지하고; 상기 사용자의 접근이 감지되면 상기 디스플레이를 상기 투명 모드로 전환하는 것을 더 포함할 수 있다.

상기 투명 모드에서의 상기 디스플레이의 작동 시간을 측정하고; 상기 측정된 작동 시간이 기준 시간 이상이면, 상기 디스플레이를 상기 표시 모드로 전환하는 것을 더 포함할 수 있다.

상기 작동 모드는 불투명 모드를 더 포함하며, 상기 디스플레이가 상기 불투명 모드일 때 사용자에 의해 입력된 메모를 표시하도록 제어하는 것을 더 포함할 수 있다.

리셋(reset)에 관한 선택을 입력받고; 상기 디스플레이에 표시된 메모를 삭제하는 것을 더 포함할 수 있다.

상기 디스플레이는 콜레스테릭 액정을 포함하며, 상기 디스플레이가 텍스트, 이미지 및 색상 중 적어도 하나를 표시하도록 제어하는 것은, 상기 콜레스테릭 액정이 플래너(planar) 상태가 되도록 상기 디스플레이에 인가되는 전압을 제어하는 것을 포함할 수 있다.

상기 디스플레이는 콜레스테릭 액정을 포함하며, 상기 디스플레이가 사용자에 의해 입력된 메모를 표시하도록 제어하는 것은, 상기 콜레스테릭 액정이 포컬 코닉 상태가 되도록 상기 디스플레이에 인가되는 전압을 제어하는 것을 더 포함할 수 있다.

상기 디스플레이는 콜레스테릭 액정을 포함하며, 상기 디스플레이가 광을 투과시키도록 제어하는 것은, 상기 콜레스테릭 액정이 호메오트로픽 상태가 되도록 상기 디스플레이에 인가되는 전압을 제어하는 것을 포함할 수 있다.

개시된 발명의 일 측면에 따른 냉장고 및 그 제어방법에 의하면, 도어의 적어도 일 영역에 투명-불투명 전환 가능한 디스플레이가 마련되어 도어를 열지 않고서도 내부를 확인할 수 있다.

또한, 냉장고에 마련된 디스플레이는 불투명 상태일 때 텍스트 또는 이미지를 표시하거나 사용자로부터 메모를 입력받을 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 냉장고의 제어 블록도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 냉장고의 외관도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 냉장고의 측단면도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 냉장고에 장착되는 단열 부재의 단면도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 냉장고에 사용되는 디스플레이의 단면도이다.
도 6및 도 7은 제1전극 모듈 위에 형성된 격벽의 예시를 나타낸 사시도이다.
도 8 내지 도 10은 제1전극과 제2전극에 인가되는 전압에 따라 디스플레이 에 표시되는 색이 달라지는 원리를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 11은 디스플레이가 수동형 매트릭스 방식으로 구동되는 경우의 제1전극과 제2전극의 상호 위치 관계를 나타내기 위한 평면도이다.
도 12는 콜레스테릭 액정의 구조를 나타낸 도면이다.
도 13 내지 도 15는 셀에 콜레스테릭 액정이 충전된 디스플레이에 있어서, 콜레스테릭 액정이 각각 다른 상태를 나타내는 디스플레이의 단면도이다.
도 16 및 도 17은 편광자가 디스플레이를 투과한 광을 투과시키는 동작을 나타내는 도면이다.
도 18은 일 실시예에 따른 냉장고에 있어서, 메모 기능을 수행하는 디스플레이가 장착된 냉장고의 예시에 관한 외관도이다.
도 19는 일 실시예에 따른 냉장고의 제어 방법에 관한 순서도이다.
도 20은 일 실시예에 따른 냉장고의 제어 방법에 있어서, 메모 모드가 선택된 경우에 관한 순서도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 일 측면에 따른 디스플레이 장치 및 그 제조 방법에 관한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다.

도 1은 일 실시예에 따른 냉장고의 제어 블록도이고, 도 2는 일 실시예에 따른 냉장고의 외관도이며, 도 3은 일 실시예에 따른 냉장고의 측단면도이다.

도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 냉장고(100)는 투명 모드와 불투명 모드 사이에서 전환 가능한 디스플레이(110), 사용자로부터 투명 모드 또는 불투명 모드에 관한 선택을 입력받는 입력부(130), 사용자의 선택에 따라 디스플레이(110)가 투명 모드와 불투명 모드 사이에서 전환되도록 제어하는 제어부(120) 및 냉장고(100) 내부의 저장실에 마련되어 디스플레이(110)가 투명 모드일 때 온(on) 되는 조명 장치(140)을 포함한다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본체(101)는 냉장고(100)의 외관을 형성하고, 그 내부에는 식품을 수용할 수 있는 공간인 저장실(105)이 마련되며, 저장실(105)은 본체(101)의 내부에 형성된 선반(107)이나 격벽(109)에 의해 복수의 공간으로 구획될 수 있다.

본체(101)의 전면에는 도어(103)가 장착되며, 도어(103)는 본체(101)의 일 측에 회전 가능하게 결합되어 개방 또는 폐쇄될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 냉장고(100)는 두 개의 도어(103)가 본체(101)의 좌측과 우측에 각각 결합되어 양문형으로 구현될 수도 있으나, 냉장고(100)의 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 도어(103)의 개수나 위치에는 제한을 두지 않는다.

본체(101)의 내벽에는 적어도 하나의 조명 장치(140)가 장착되어 사용자가 저장실(105)에 수용된 물체를 꺼낼 때 잘 보일 수 있도록 한다. 조명 장치(140)는 LED 램프, 백열 램프, 할로겐 램프, 형광 램프 등을 포함하는 광원 중 적어도 하나로 구현될 수 있다.

조명 장치(140)는 도어(103)가 개방될 때 자동으로 온 되고, 도어(103)가 폐쇄될 때 자동으로 오프될 수 있다. 도면에는 도시되지 않았으나 냉장고(100)에는 도어(103)의 개폐를 접촉식 또는 비접촉식으로 감지하는 센서가 장착될 수 있고, 제어부(120)는 센서의 출력 신호가 도어(103)의 개방을 나타내면 조명 장치(140)를 온 시키고, 도어(103)의 폐쇄를 나타내면 조명 장치(140)를 오프 시킬 수 있다.

조명 장치(140)는 도 3의 예시와 같이, 도어(103)와 마주보는 본체(101)의 배면에 장착될 수도 있으나, 냉장고(100)의 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 본체(101) 내벽의 다른 영역에 장착되는 것도 가능하고, 두 개 이상의 영역에 장착될 수도 있다.

도어(103)의 적어도 일 영역에는 투명 모드와 불투명 모드 사이에서 전환 가능한 디스플레이(110)가 마련되고, 도어(103)의 다른 일 영역 또는 동일한 일 영역에는 사용자로부터 투명 모드 또는 불투명 모드에 관한 선택을 입력받는 입력부(130)가 마련된다. 입력부(130)는 하드 키(hard key) 방식 또는 터치 패드 방식으로 구현될 수도 있고, 디스플레이(110)의 전면에 장착된 터치 패널로 구현되는 것도 가능하다.

디스플레이(110)는 반사형 디스플레이로 구현될 수 있다. 반사형 디스플레이는 장치 내부에 별도의 광원을 구비하지 않고 외부의 광을 이용하여 정보를 표시할 수 있는 디스플레이로서, 반사형 디스플레이는 메모리 특성이 있어 저전력으로 구동이 가능하다.

반사형 디스플레이에 인가되는 전압 또는 전기장의 크기에 따라 광 반사율 또는 광 투과율이 달라진다. 따라서, 제어부(120)는 디스플레이(110)에 인가되는 전압을 조절하여 디스플레이(110)의 출력 모드를 제어할 수 있으며, 디스플레이(110)의 작동 모드는 크게 투명 모드와 표시 모드로 나뉠 수 있고, 디스플레이의 종류에 따라 메모를 입력받아 표시할 수 있는 불투명 모드 또는 거울처럼 작동하는 반사 모드를 더 가질 수도 있다.

디스플레이(110)의 광 투과율이 감소되어 표시 모드에 있게 되면, 특정 파장의 광을 선택적으로 반사하여 도 2의 좌측에 도시된 바와 같이 날짜, 시간, 날씨, 저장실(105)에 수용된 식품의 상태 정보, 개인 일정, 냉장고의 설정에 관한 정보 등을 텍스트나 이미지로 표시하거나 인테리어 효과를 위한 이미지나 색상을 표시할 수도 있다.

그리고, 디스플레이(110)의 광 투과율이 증가되어 투명 모드로 전환되면, 도 2의 우측에 도시된 바와 같이 본체(101)의 내부가 투명한 디스플레이(110)를 통해 외부에 보여지게 된다.

디스플레이(110)의 기본 상태 즉, 기본 작동 모드는 표시 모드로 설정될 수 있고, 이 경우, 평소에는 디스플레이(110)가 텍스트, 이미지 또는 색상을 표시하다가 사용자가 입력부(130)를 통해 투명 모드를 선택하면 투명하게 전환되어 본체(101)의 내부가 보여지도록 할 수 있다.

다만, 다른 작동 모드가 디스플레이(110)의 기본 작동 모드로 설정될 수도 있으며, 사용자에 의해 설정 및 변경되는 것도 가능하다. 따라서, 기본 작동 모드가 투명 모드로 설정되는 경우에는 평소에는 디스플레이(110)가 투명한 상태로 존재하다가, 사용자가 입력부(130)를 통해 표시 모드를 선택하면 텍스트, 이미지 및 색상 중 적어도 하나를 표시할 수 있다.

한편, 디스플레이(110)의 작동 모드가 기본 작동 모드에서 다른 작동 모드로 전환된 이후에는, 다시 기본 작동 모드로의 전환이 선택되거나 또 다른 작동 모드로의 전환이 선택될 때까지 현재의 작동 모드로 전환된 상태를 유지할 수 있다.

또는, 미리 설정된 기준 시간이 경과하면 사용자의 선택이 입력되지 않더라도 자동으로 기본 작동 모드로 전환시키는 것도 가능하며, 이 경우 기준 시간이 경과하지 않은 경우라도 사용자의 선택이 입력되면 기본 작동 모드로 전환될 수 있음은 물론이다.

또는, 임의의 작동 모드에서 다른 모드로 전환된 이후, 미리 설정된 기준 시간이 경과할 때까지 사용자의 선택이 입력되지 않으면 자동으로 다시 원래의 작동 모드, 즉 현재의 작동 모드로 전환될 당시의 작동 모드로 전환되거나, 기본 작동 모드로 전환될 수도 있다.

또는, 냉장고(100)에 사용자의 접근을 감지하는 감지 센서를 더 구비하고, 사용자의 접근이 감지되면, 디스플레이(110)가 임의의 작동 모드에서 투명 모드로 전환되고 사용자가 냉장고(100)로부터 이격된 것으로 판단되면 투명 모드로 전환될 당시의 작동 모드로 돌아올 수 있다. 또한, 사용자가 냉장고(100)로부터 이격되지 않더라도 미리 설정된 기준 시간이 경과한 뒤에 자동으로 원래의 작동 모드로 전환되는 것도 가능하며, 여기서 원래의 작동 모드는 표시 모드, 불투명 모드 또는 반사 모드일 수 있다.

사용자의 접근을 감지하는 감지 센서로는 초음파 센서, 적외선 센서 등을 사용할 수 있고, 사용자의 접근과 이격은 미리 설정된 기준 거리에 의해 결정될 수 있다.

디스플레이(110)가 표시하는 텍스트, 이미지 또는 색상은 냉장고(100)에 마련된 기억 소자에 미리 저장된 것일 수도 있고, 외부 기기로부터 입력받은 것일 수도 있다.

여기서, 냉장고(100)에 마련된 기억 소자는 플래시 메모리, 하드 디스크, SD 카드 또는 XD 카드와 같은 메모리 카드, RAM(Random access Memory), SRAM(Static Random Access Memory), ROM(Read-Only Memory), EEPROM(Electrically erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 등의 다양한 기억 소자 중 적어도 하나일 수 있다.

또한, 냉장고(100)에 마련된 기억 소자에 텍스트, 이미지 또는 색상을 입력하는 외부 기기는 스마트폰이나 PC와 같은 전자 기기일 수 있고, 이러한 전자 기기들은 무선 통신을 이용하거나 냉장고(100)에 마련된 인터페이스를 이용하여 텍스트나 이미지를 입력할 수 있다.

텍스트나 이미지를 입력받는데 사용되는 무선 통신은 지그비(Zigbee), 근거리 무선 통신(NFC), 블루투스(Bluetooth), 와이파이(Wi-Fi), RFID(Radio Frequency Identification) 등을 포함하는 통신 방식 중 적어도 하나일 수 있으며, 인터페이스는 유/무선 헤드셋 포트, 외부 충전기 포트, 유/무선 데이터 포트, 메모리 카드 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트, 오디오 I/O 포트, 비디오 I/O 포트 중 적어도 하나일 수 있다.

한편, 냉장고(100)는 디스플레이(110)를 통해 외부의 냉기가 본체(101)의 내부로 유입되는 것을 방지하기 위해, 도 3에 도시된 바와 같은 단열 부재(150)를 디스플레이(110)의 후면에 장착할 수 있다. 이하 도 4를 참조하여 단열 부재(150)의 구조를 설명한다.

도 4는 일 실시예에 따른 냉장고에 장착되는 단열 부재의 단면도이다.

도 4를 참조하면, 단열 부재(150)는 제1기판(151)과 제2기판(152)을 포함하고, 제1기판(151)과 제2기판(152) 사이의 공간은 진공 상태에 있다. 제1기판(151)과 제2기판(152)은 투명한 유리 또는 투명한 플라스틱으로 구현될 수 있으며, 제1기판(151)과 제2기판(152) 사이에는 복수의 스페이서(153)가 구비되어 두 기판(151,152) 사이의 거리를 유지하고, 진공에 의해 두 기판(151,152)이 휘어지는 것을 방지할 수 있다.

도 5는 일 실시예에 따른 냉장고에 사용되는 디스플레이의 단면도이고, 도 6및 도 7은 제1전극 모듈 위에 형성된 격벽의 예시를 나타낸 사시도이다.

도 5를 참조하면, 디스플레이(110)는 제1전극 모듈(111), 제2전극 모듈(112) 및 제1전극 모듈(111)과 제2전극 모듈(1112)의 사이에 형성되는 격벽(113)을 포함한다.

제1전극 모듈(111)은 제1전극기판(111a)과 제1전극(111b)을 포함하며, 제1전극(111b)은 제1전극기판(111a)에 형성된다.

제2전극 모듈(112)은 제2전극기판(112a)과 제2전극(112b)을 포함하며, 제2전극(112b)은 제2전극기판(112a)에 형성된다.

제1전극기판(111a), 제1전극(111b), 제2전극기판(112a) 및 제2전극(112b)은 모두 투명하게 구현될 수 있는바, 구체적으로 제1전극기판(111a)과 제2전극기판(112a)은 투명한 유리 또는 투명한 플라스틱으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 플라스틱은 실리콘, 실리콘 산화물, 실리콘 카바이드 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN) 등을 포함하는 그룹에서 선택된 하나일 수 있다. 제1전극기판(111a)과 제2전극기판(112a)이 투명한 플라스틱으로 구현되면 유리 기판에 비해 더 얇아질 수 있고, 더 가벼워질 수 있으며, 유연성(flexibility)을 가질 수 있다. 그리고, 기판이 유연성을 갖게 되면 더 다양한 디자인을 구현할 수 있다.

격벽(113)은 제1전극 모듈(111)과 제2전극 모듈(112)의 사이에 형성되며, 격벽(113)에 의해 제1전극 모듈(111)과 제2전극 모듈(112) 사이의 공간이 구획된다. 격벽(113)은 복수 개 형성되어 제1전극 모듈(111)과 제2전극 모듈(112) 사이의 공간을 다수의 개별 공간으로 구획할 수 있다. 격벽(113)에 의해 구획되는 공간(115)은 마이크로 컵(micro cup), 유 컵(u-cup), 캐비티(cavity) 또는 셀(cell) 등 다양한 용어로 지칭될 수 있으나, 이하 상술할 실시예에서는 격벽(113)에 의해 구획되는 공간을 셀(115)이라 하기로 한다.

복수의 격벽(113)에 의해 형성되는 셀(115)은 도 6에 도시된 바와 같이 육각형의 형상을 가질 수도 있고, 도 7에 도시된 바와 같이 사각형의 형상을 가질 수도 있다. 도 6 및 도 7의 A-A'를 자른 단면이 상기 도 5의 단면도가 된다.

그러나, 셀(115)은 사각형이나 육각형 이외의 다각형일 수도 있고, 원형일 수도 있으며, 다각형도 원형도 아닌 임의의 형상일 수도 있다. 또한, 서로 다른 형상들이 조합되는 것도 가능하다.

제1전극(111b)과 제2전극(112b)에 전압이 인가되면 셀(115)에 전기장이 형성되는바, 개시된 발명의 실시예에서는 전압의 인가와 전기장의 인가를 동일한 의미로 사용하기로 한다. 셀(115)에는 전기장에 의해 그 특성이 변화되는 전기장 의존층이 형성되고 디스플레이(110)는 전기장 의존층의 특성 변화를 이용하여 텍스트, 이미지 및 색상 중 적어도 하나를 표시하거나, 후면의 공간을 보여주는 윈도우의 역할을 할 수 있다.

전기장 의존층은 전기장에 의해 그 특성이 변화되는 전기장 의존 물질을 셀(115)에 충전함으로써 형성되는바, 도 5 내지 도 7에는 셀(115)에 충전된 물질을 표시하지 않았으며, 이에 관해서는 뒤에서 자세히 설명하기로 한다.

도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이 제1전극 모듈(111)과 제2전극 모듈(112) 사이의 공간이 격벽(113)에 의해 셀 형태로 구획되면, 각 셀(115)에 형성된 전기장이 이웃하는 셀(115)의 전기장 의존층에 영향을 주는 것을 감소시킬 수 있고, 각 셀(115)에 충전된 전기장 의존층이 상호 영향을 주는 것도 감소시킬 수 있다.

또한, 전기장 의존층이 액정층인 경우에 외부 변형이나 충격이 있더라도 셀(115) 내의 액정 분자들에는 그 영향이 미치지 않도록 함으로써, 디스플레이의 충격 안정성 문제를 근본적으로 해결하는 동시에 유리 액정 디스플레이와 동등한 수준의 디스플레이 특성을 갖는 플라스틱 필름 액정 디스플레이를 구현할 수 있다.

도 8 내지 도 10은 제1전극과 제2전극에 인가되는 전압에 따라 디스플레이 에 표시되는 색이 달라지는 원리를 개략적으로 나타낸 도면이다.

일반적으로 외부 광원으로부터 입사되는 광은 가시광 대역에 해당하는 모든 파장의 광을 포함하나, 당해 예시에서는 설명의 편의를 위해 외부 광원으로부터 입사된 광이 서로 다른 세 개의 파장을 갖는 광(61,62,63)을 포함하는 것으로 한다.

도 8을 참조하면, 제1전극(111b)과 제2전극(112b)에 특정 전압(V1)을 인가하였을 때 서로 다른 파장을 갖는 세 개의 광(61,62,63)이 모두 반사되지 않고 전기장 의존층(117)을 투과할 수 있다. 따라서, 디스플레이(110)는 투명한 상태를 갖게 된다.

도 9를 참조하면, 제1전극(111b)과 제2전극(112b)에 다른 특정 전압(V2)을 인가하였을 때에는 세 개의 광(61,62,63) 중 하나의 광(62)은 반사되고 나머지 광들(61,63)은 반사되지 않을 수 있다. 이 경우, 반사된 광(62)이 갖는 파장의 색이 제2전극기판(112a)을 통해 표시된다.

도 10을 참조하면, 제1전극(111b)과 제2전극(112b)에 또 다른 특정 전압(V3)을 인가하였을 때에는 세 개의 광(61,62,63) 전부가 반사될 수 있고, 제2전극기판(112a)이 평탄하게 구현되면 뷰어에게 거울처럼 보일 수 있다. 특히, 전기장 의존층(117)이 광결정으로 이루어지는 경우에 디스플레이(110)가 도 10과 같이 작동할 수 있다.

한편, 상기 특정 전압(V1,V2,V3)의 크기는 전기장 의존층(117)의 구성에 따라 달라지는바, 전기장 의존층(117)의 구성에 대해서는 후술하기로 한다.

도 8 내지 도 10의 예시에서는 하나의 셀(115)에 대응되는 제1전극 모듈(111) 및 제2전극 모듈(112)만을 도시하였으나, 각각의 셀(115)에 형성되는 전기장이 독립적으로 제어될 수 있게 함으로써 각각의 셀(115)이 독립적으로 색을 표시하도록 할 수 있다.

디스플레이(110)는 수동형 매트릭스(passive matrix) 방식으로 구동되는 것도 가능하고, 능동형 매트릭스(active matrix) 방식으로 구동되는 것도 가능하다.

도 11은 디스플레이가 수동형 매트릭스 방식으로 구동되는 경우의 제1전극과 제2전극의 상호 위치 관계를 나타내기 위한 평면도이다.

앞서 설명한 바와 같이, 제1전극(111b)은 제1전극기판(111a)에 형성되고, 제2전극(112b)은 제2전극기판(112a)에 형성된다. 그리고, 도 11에 도시된 바와 같이, 제1전극(111b)과 제2전극(112b)이 서로 수직으로 교차되도록 제1전극 모듈(111)과 제2전극 모듈(112)이 상호 결합한다. 이 때, 서로 교차되는 부분은 하나의 픽셀을 이루는바, 원하는 픽셀에 대응되는 제1전극(111b)과 제2전극(112b)에 전압을 인가하면 해당 픽셀을 제어할 수 있다.

디스플레이(110)가 능동형 매트릭스 방식으로 구동되는 경우에는 각 픽셀마다 트랜지스터와 같은 스위칭 소자가 구비되고, 트랜지스터가 각 픽셀의 밝기를 신속하게 조절할 수 있기 때문에 응답 속도가 빠르고 고해상도 이미지를 구현할 수 있다.

디스플레이(110)가 수동형 매트릭스 방식으로 구동되는 경우에는 각 픽셀마다 스위칭 소자를 구비하지 않아도 되므로 제조 공정이 단순화 될 수 있고, 디스플레이(110)의 투과율도 향상될 수 있다. 또한, 각 픽셀의 구동 제어가 용이하다.

앞서 언급한 바와 같이, 디스플레이(110)는 내부에 별도의 광원을 구비하지 않고 외부의 광을 이용하여 텍스트, 이미지 및 색상 중 적어도 하나를 디스플레이하는 반사형 디스플레이로 구현될 수 있다. 이를 위해, 각 셀(115)에는 전기장 의존층(117)이 형성된다고 하였는바, 전기장 의존층은 전기장 의존성 물질이 각 셀(115)에 충전됨으로써 형성될 수 있다.

전기장 의존성 물질은 제1전극(111b)과 제2전극(112b) 사이에 형성된 전기장에 의해 그 특성이 변화하는 물질로서, 액정(Liquid crystal) 물질, 형광 물질, 광결정(photonic crystal) 물질, 전기 영동(electrophoresis) 물질 및 전기 습윤(electrowetting) 물질을 포함하는 그룹에서 선택되는 적어도 하나일 수 있다.

여기서, 전기 영동 물질은 전기 영동 현상을 나타내는 물질을 의미하고, 전기 습윤 물질은 전기 습윤 현상을 나타내는 물질을 의미하며, 광전 변색 물질은 광전 변색 현상을 나타내는 물질을 의미한다.

몇 가지 전기장 의존성 물질에 대해 간략하게 설명하면, 광결정이란 공간적으로 반복되는 미세한 구조체의 규칙적 배열에 의해 광밴드갭(photonic band gap)이 형성되어 외부 입사 광 중 특정 파장만 반사되는 구조로서, 광결정에 의해 발현되는 색상을 구조색(structure color)이라고 한다.

광밴드갭의 형성은 광결정을 구성하는 입자의 크기, 간격, 굴절률 차이 등에 따라 결정된다. 따라서, 전기장의 세기나 방향을 조절하여 광결정의 특성을 변화시키면 발현되는 색을 조절할 수 있다.

전기 영동 현상은 대전된 입자들이 두 개의 전극 사이에 형성된 전기장에 의해 이동하는 현상이다. 고저항을 가지면서 점성이 낮은 유체(133b-1)에 색을 갖는 대전된 입자를 분산시키고 두 개의 전극에 전압을 인가하면 대전된 입자가 이동하면서 색을 표시할 수 있다.

전기 습윤 방식의 디스플레이는 전도성 유체(물)과 비전도성 유체(기름)가 섞이지 않는 원리를 채용한 것으로서, 외부에서 전압을 인가하여 전도성 유체의 표면 장력을 제어하면 전도성 유체의 접촉각과 두 유체의 계면의 형상이 변화되면서 반사되는 광의 파장이 달라진다.

냉장고(100)의 실시예에서는 상기 전기장 의존성 물질 중 어느 것이든 사용 가능하나, 이하 상술할 실시예에서는 우수한 광 투과율을 구현할 수 있는 액정 물질, 그 중에서도 콜레스테릭 액정 물질을 사용하는 것으로 하여 설명하도록 한다.

도 12는 콜레스테릭 액정의 구조를 나타낸 도면이고, 도 13 내지 도 15는 셀에 콜레스테릭 액정이 충전된 디스플레이에 있어서, 콜레스테릭 액정이 각각 다른 상태를 나타내는 디스플레이의 단면도이다.

콜레스테릭 액정 구조는 일정한 간격으로 분자의 꼬임을 반복한다. 이때 반복되는 길이를 피치(pitch, p)라고 하며, 나선의 꼬인 방향과 반복 구조의 피치(pitch)에 따라 광을 선택적으로 반사하는 특성을 갖는다.

반사 파장 대역은 피치(p)에 의해 정해지는바, 반사가 최대가 되는 파장(λ)은 브래그(Bragg) 법칙에 따라 콜레스테릭 액정 분자의 평균 굴절률이 n일 때, λ=n·p로 정의된다.

콜레스테릭 액정이 나선(helical) 구조를 갖도록 하기 위해서는 카이랄 도펀트(chiral dopant)가 첨가될 수 있으며, 피치(p)는 카이랄 도펀트의 함유량에 따라 조절된다. 카이랄 도펀트의 함유량이 많아질수록 피치(p)가 감소하여 반사 파장 대역이 낮아진다.

따라서, 카이랄 특성을 인위적으로 조절하여 콜레스테릭 액정에 입사되는 외부 광 중 가시광 영역의 특정 파장을 반사시킴으로써 컬러를 구현하거나, 입사광의 투과율을 높여 투명하게 구현할 수 있다.

콜레스테릭 액정은 전기장이 인가되지 않은 상태에서도 광을 반사시키는 플래너(planar) 상태와 광을 산란시키는 포컬 코닉(focal conic) 상태의 두 가지 안정적인 상태로 존재할 수 있는 쌍안정성(Bistability)을 가지고 있으며, 충분한 전기장을 인가하면 광을 투과시킬 수 있는 호메오트로픽(homeotropic) 상태를 만들어 줄 수 있다.

이와 같이 콜레스테릭 액정에 적절한 전기장을 인가하거나 인가된 전기장을 제거함으로써 포컬 코닉 상태와 플래너 상태의 두 안정한 상태 사이에서 스위칭하여 원하는 상태로 만들 수 있다.

도 13 내지 도 15의 예시에서는 전기장 의존층(117)은 콜레스테릭 액정층이 되고, 콜레스테릭 액정층(117)은 네마틱 액정(nematic liguid crystal), 카이랄 도펀트 및 광중합성 폴리머를 포함할 수 있다. 카이랄 도펀트가 네마틱 액정에 주기적인 나선 구조를 유도하면, 광중합성 폴리머가 콜레스테릭 상의 나선 피치를 고정한다.

또한, 도면에 도시되지는 않았으나, 제1전극(111b)의 상부와 제2전극(112b)의 하부에는 액정의 배향을 위한 배향막이 각각 마련될 수 있다.

도 13은 호메오트로픽 상태의 액정 배열을 나타낸다. 호메오트로픽 상태의 액정은 나선 구조가 풀어져(untwisted) 액정 분자들이 전기장 방향으로 배열된다. 호메오트로픽 상태의 액정 분자들의 배열은 제1전극(111b)과 제2전극(112b)의 사이에 고전기장이 형성됐을 때의 배열이며, 광을 투과시키는 특성을 갖는다.

도 14는 플래너 상태의 액정 배열을 나타낸다. 플래너 상태는 콜레스테릭 액정의 나선축이 기판, 예컨대, 제1전극기판(111a)과 실질적으로 수직하게 배열된 상태를 의미한다. 플래너 상태의 액정층(117)은 호메오트로픽 상태의 액정에 인가된 고전기장을 급격하게 낮추었을 때 형성되는 배열이며, 콜레스테릭 액정이 플래너 상태에 있을 때에는 입사되는 광 중 특정 파장의 광을 반사시킬 수 있다.

이 때, 특정 파장은 콜레스테릭 액정의 나선 구조에서 나선 피치(helical pitch)에 따라 결정된다. 즉, 나선 피치를 조절하면 반사되는 광의 파장을 결정할 수 있으므로, 콜레스테릭 액정의 나선 피치를 조절하여 반사되는 색상을 조절할 수 있다. 따라서, 별도의 컬러 필터를 구비하지 않고서도 원하는 색을 표시할 수 있다.

도 15는 포컬 코닉 상태의 액정 배열을 나타낸다. 포컬 코닉 상태는 콜레스테릭 액정의 나선축이 제1전극기판(111a)과 실질적으로 평행하게 배열된 상태를 의미한다. 포컬 코닉 상태의 액정 구조는 호메오트로픽 상태의 액정에 인가된 고전기장을 천천히 낮추었을 때 형성되는 배열이며, 광을 산란 또는 난반사시키는 특성을 갖는다. 포컬 코닉 상태는 불투명 상태라고도 한다.

예를 들어, 플래너 상태의 콜레스테릭 액정에 전기장을 인가하면 제1전극기판(111a)에 수직이었던 나선축이 제1전극기판(111a)과 평행한 상태로 변화하여 포컬 코닉 상태가 된다. 일 예로, 콜레스테릭 액정에 인가되는 전기장은 10-20V일 수 있다.

포컬 코닉 상태의 콜레스테릭 액정에 더 큰 전기장을 인가하면, 나선 구조가 풀어져(untwisted) 액정 분자들이 전기장 방향으로 배열되는 호메오트로픽 상태가 된다. 일 예로, 콜레스테릭 액정에 인가되는 전기장은 30-50V일 수 있다. 호메오트로픽 상태에서 전기장을 서서히 제거하면 포컬 코닉 상태로 되돌아 갈 수 있고, 전기장을 급격히 제거하면 플래너 상태가 될 수 있다.

한편, 포컬 코닉 상태의 콜레스테릭 액정을 플래너 상태로 전환시키기 위해서는 전술한 바와 같이 콜레스테릭 액정에 더 큰 전기장을 인가하여 호메오트로픽 상태로 만든 후에, 전기장을 급격하게 제거하는 두 단계를 거칠 수 있다.

따라서, 사용자가 투명 모드를 선택한 경우에는 제1전극(111b)과 제2전극(112b)에 고전압을 인가하여 콜레스테릭 액정을 호메오트로픽 상태로 만든다. 그리고, 호메오트로픽 상태에서 불투명 모드 또는 표시모드를 선택한 경우에는 셀(115)에 형성된 고전기장을 서서히 제거하거나 급격히 제거하여 포컬 코닉 상태 또는 플래너 상태로 만들 수 있다.

전술한 바와 같이, 콜레스테릭 액정은 나선 피치에 따라 입사된 광 중 특정 파장의 광만을 선택적으로 반사시키는 선택 반사 특성을 갖는다. 이 때 나선의 꼬인 방향에 따라 반사되는 광의 편광 상태도 결정된다. 예를 들면, 액정 분자들이 나선축을 따라 반시계 방향으로 회전하며 꼬인 구조(left handed structure)를 가질 때에는 좌원편광된(Left hand circular polarlized: LCP) 광만 해당 색상에서 반사하게 되고, 액정 분자들이 나선축을 따라 시계 방향으로 회전하며 꼬인 구조(right handed structure)를 가질 때에는 우원편광된(Right hand circular polarlized: RCP) 광만 해당 색상에서 반사하게 된다.

냉장고(100)의 일 실시예에서는, 디스플레이(110)의 후면에 편광자 또는 TN(Twisted Nematic) 액정을 배치하여 외부 입사광의 내부 재반사를 차단함으로써 투명 모드와 표시 모드 또는 불투명 모드 사이의 대비를 향상시킬 수 있다.

도 16 및 도 17은 편광자가 디스플레이를 투과한 광을 투과시키는 동작을 나타내는 도면이다.

도 16의 예시와 같이 표시 모드 또는 불투명 모드에서 콜레스테릭 액정이 우원편광된 광을 반사하는 구조를 갖는 경우, 디스플레이(110)의 후면에는 우원편광된 광만을 투과시키는 편광자(160)를 배치한다. 편광자(160)는 1/4 파장판(161)과 선편광자(162)의 조합으로 이루어질 수 있으며, 이를 원형 편광자(circular polarizer)라고도 한다.

도 16의 예시에서는 디스플레이(110)를 투과한 광과 편광자(160)를 투과한 광을 설명하기 위해 디스플레이(110)와 편광자(160)를 이격시켜 도시하였으나, 실제로 편광자(160)는 디스플레이(110)에 필름 형태로 부착될 수 있다.

도 16을 참조하면, 외부에서 입사된 광 중 좌원편광된 광(LCP)은 디스플레이(110)를 투과하고, 우원편광된 광(RCP)의 일부도 디스플레이(110)를 투과할 수 있다. 디스플레이(110)의 후면에 배치되는 편광자(160)는 디스플레이(110)를 투과한 우원편광된 광(RCP)을 투과시키고, 좌원편광된 광(LCP)은 투과시키지 않는다.

편광자(160)를 투과한 우원편광된 광은 본체(101) 내부의 물체(70)에 부딪혀 돌아오면서 좌원편광된 광(LCP)으로 변환된다. 좌원편광된 광(LCP)은 편광자(160)를 투과하지 못하므로 외부 입사광의 내부 재반사를 차단할 수 있다.

도 17은 디스플레이(110)가 투명 모드에 있는 경우 즉, 콜레스테릭 액정이 호메오트로픽 상태에 있는 경우이다. 이 경우, 콜레스테릭 액정의 나선 구조가 풀어져(untwisted) 광을 모두 투과시킨다. 디스플레이(110)가 투명 모드에 있으므로, 본체(101)의 내부에 장착된 조명 장치(140)가 온 되고, 조명 장치(140)에서 방출된 광은 본체(101)의 내부에 존재하는 물체(70)에 반사된다.

물체(70)에 반사된 좌원편광된 광(LCP)과 우원편광된 광(RCP) 중 좌원편광된 광(LCP)은 편광자(160)를 투과하지 못하고, 우원편광된 광(RCP)만 편광자(160)를 투과한다. 우원편광된 광은 편광자(160)를 투과하면서 선편광된 광으로 변환되고, 디스플레이(110)를 투과하여 사용자에게 보여진다.

즉, 냉장고(100)가 편광자(160)를 포함하면, 표시 모드 또는 불투명 모드에서 디스플레이(110)가 광을 선택적으로 반사시키는 능력이 향상되어 투명 모드에서의 동작과 차이가 명확하게 나타날 수 있다.

한편, 콜레스테릭 액정이 좌원편광된 광을 반사하는 구조를 갖는 경우, 디스플레이(110)의 후면에 좌원편광된 광만을 투과시키는 편광자(160)를 배치할 수 있음은 물론이다.

전술한 바와 같이, 콜레스테릭 액정은 호메오트로픽, 플래너 및 포컬 코닉의 세 가지 상태로 존재할 수 있다. 따라서, 디스플레이(110)가 콜레스테릭 액정을 포함하는 경우, 제1전극(111b)과 제2전극(112b)에 인가되는 전압을 조절하여 콜레스테릭 액정을 포컬 코닉 상태로 만들면 디스플레이(110)가 불투명 모드로 전환되고, 메모 기능을 수행할 수 있다.

도 18은 일 실시예에 따른 냉장고에 있어서, 메모 기능을 수행하는 디스플레이가 장착된 냉장고의 예시에 관한 외관도이다. 당해 예시에서는 디스플레이(110)의 셀(115)에 콜레스테릭 액정이 충전된 것으로 한다.

앞서 디스플레이(110)의 작동 모드가 투명 모드와 표시 모드로 구분될 수 있고, 불투명 모드를 더 가질 수도 있다고 하였다. 불투명 모드에서는 사용자로부터 메모를 입력받을 수 있다.

입력부(130)가 사용자로부터 불투명 모드의 선택을 입력받으면, 제어부(120)는 제1전극(111b)과 제2전극(112b)에 인가되는 전압을 조절하여 콜레스테릭 액정의 상태를 포컬 코닉 상태로 만들 수 있다.

콜레스테릭 액정이 포컬 코닉 상태에 있는 경우에는, 도 18에 도시된 바와 같이 사용자(80)가 펜과 같은 입력 도구(90)를 이용하여 메모를 입력할 수 있고, 디스플레이(110)는 메모의 입력과 동시에 이를 표시할 수 있다. 다만, 반드시 입력 도구(90)를 이용해야 하는 것은 아니며, 손으로 메모를 입력하는 것도 가능하다. 그리고, 디스플레이(110)의 메모리 기능에 따라, 작동 모드가 다른 모드로 전환될 때까지 표시된 내용을 그대로 유지할 수 있다.

입력부(130)는 리셋(reset)에 관한 선택을 입력받을 수 있다. 리셋에 관한 선택이 입력되면, 제어부(120)는 디스플레이(110)에 표시된 메모를 삭제하고, 메모 대기 상태로 전환시킬 수 있다.

한편, 디스플레이(110)의 전면에 터치 패널이 장착된 경우에는 사용자(80)가 입력한 메모가 냉장고(100)에 마련된 기억 소자에 저장될 수 있고, 디스플레이(110)의 출력 모드가 다른 모드로 전환된 경우라도 다시 저장된 메모를 불러올 수 있다. 여기서, 기억 소자는 디스플레이(110)에 내장된 것일 수도 있고, 디스플레이(110)의 외부에 마련된 것일 수도 있다.

이하 일 측면에 따른 냉장고의 제어 방법에 관한 실시예를 설명하도록 한다.

도 19는 일 실시예에 따른 냉장고의 제어 방법에 관한 순서도이다. 당해 실시예의 냉장고는 상기 도 1 내지 도 18에서 설명한 냉장고(100)인 것으로 한다.

또한, 당해 실시예에서는 디스플레이(110)의 기본 작동 모드가 표시인 것으로 한다.

도 19에 도시된 바와 같이, 투명 모드가 선택되면(310의 예), 제1전극(111b)과 제2전극(112b)에 인가되는 전압을 조절하여 디스플레이(110)를 투명 모드로 전환한다(311).

투명 모드의 선택은 입력부(130)를 통해 입력될 수 있으며, 상기 도 1에 도시된 바와 같이 입력부(130)는 하드 키(hard key) 방식 또는 터치 패드 방식으로 구현될 수도 있고, 디스플레이(110)의 전면에 장착된 터치 패널로 구현되는 것도 가능하다.

디스플레이(110)의 제1전극(111b)과 제2전극(112b) 사이에는 전기장 의존층(117)이 형성되며, 제1전극(111b)과 제2전극(112b)에 인가되는 전압에 따라 전기장 의존층(117)의 특성이 달라지고, 디스플레이(110)에 입사되는 광의 투과율 또는 반사율이 달라진다. 따라서, 제어부(120)는 제1전극(111b)과 제2전극(112b)에 인가되는 전압을 조절하여 디스플레이(110)가 입사되는 외부 광을 파장에 따라 선택적으로 반사시키거나, 모두 투과시키도록 할 수 있다.

일 예로, 전기장 의존층(117)은 콜레스테릭 액정층일 수 있다. 이 경우, 투명 모드가 선택되면, 제어부(120)는 제1전극(111b)과 제2전극(112b)에 고전압을 인가하여 콜레스테릭 액정을 호메오트로픽 상태로 만든다.

그리고, 기본 작동 모드가 선택되면(312의 예), 제1전극(111b)과 제2전극(112b)에 인가되는 전압을 조절하여 기본 작동 모드로 전환한다(313). 기본 작동 모드의 선택 역시 입력부(130)를 통해 입력될 수 있다.

호메오트로픽 상태는 제1전극(111b)과 제2전극(112b)에 고전압이 인가된 상태 즉, 콜레스테릭 액정에 고전기장이 인가된 상태이다. 제1전극(111b)과 제2전극(112b)에 인가된 고전압을 서서히 감소시키면 콜레스테릭 액정은 포컬 코닉 상태가 되고, 급격하게 감소시키면 플래너 상태가 된다. 따라서, 기본 작동 모드가 표시 모드인 경우에는 제어부(120)가 고전압을 급격하게 감소시켜 콜레스테릭 액정을 플래너 상태로 만든다.

한편, 기본 작동 모드로의 전환은 사용자의 선택에 의해 이루어질 수도 있지만, 미리 설정된 기준 시간이 경과하면 자동으로 기본 작동 모드로 전환되는 것도 가능하다. 또한, 기준 시간이 경과하지 않은 경우에도 사용자의 선택에 의해 기본 작동 모드로 전환될 수 있음은 물론이다.

도 20은 일 실시예에 따른 냉장고의 제어 방법에 있어서, 메모를 위한 불투명 모드가 선택된 경우에 관한 순서도이다. 당해 실시예의 냉장고 역시 상기 도 1 내지 도 18에서 설명한 냉장고(100)인 것으로 하고, 전기장 의존층(117)은 콜레스테릭 액정층인 것으로 한다.

또한, 당해 실시예에서는 기본 작동 모드가 표시 모드인 것으로 한다.

도 20에 도시된 바와 같이, 불투명 모드가 선택되면(320의 예), 제1전극(111b)과 제2전극(112b)에 인가되는 전압을 조절하여 디스플레이(110)를 불투명 모드로 전환한다(321). 표시 모드의 선택은 입력부(130)를 통해 입력될 수 있다.

제어부(120)는 제1전극(111b)과 제2전극(112b)에 전압을 인가하여 플래너 상태의 콜레스테릭 액정을 포컬 코닉 상태로 만든다. 예를 들어, 제1전극(111b)과 제2전극(112b)에 인가되는 전압은 10-20V일 수 있다. 콜레스테릭 액정의 쌍안정성에 의해, 전압을 제거해도 포컬 코닉 상태가 그대로 유지되므로, 사용자가 디스플레이(110)에 메모를 입력하면, 디스플레이(110)는 입력된 메모가 표시된 상태를 계속 유지한다.

그리고, 기본 작동 모드가 선택되면(322의 예), 제1전극(111b)과 제2전극(112b)에 인가되는 전압을 조절하여 기본 작동 모드로 전환한다(323). 기본 작동모드의 선택 역시 입력부(130)를 통해 입력될 수 있다.

포컬 코닉 상태의 콜레스테릭 액정을 다시 플래너 상태로 되돌리기 위해, 두 단계를 거칠 수 있다. 구체적으로, 포컬 코닉 상태의 콜레스테릭 액정에 고전압을 인가하여 호메오트로픽 상태로 만들고, 인가된 고전압을 급격하게 낮추어 다시 플래너 상태로 만들 수 있다. 이 때, 콜레스테릭 액정에 인가되는 고전압은 30-40V일 수 있다.

한편, 기본 작동 모드로의 전환은 사용자의 선택에 의해 이루어질 수도 있지만, 미리 설정된 기준 시간이 경과하면 자동으로 기본 작동 모드로 전환되는 것도 가능하다. 또한, 기준 시간이 경과하지 않은 경우에도 사용자의 선택에 의해 기본 작동 모드로 전환될 수 있음은 물론이다.

지금까지 상술한 일 측면에 따른 냉장고 및 그 제어방법에 의하면, 도어의 적어도 일 영역에 투명-불투명 전환 가능한 디스플레이가 마련되어 도어를 열지 않고서도 내부를 확인할 수 있다.

또한, 냉장고에 마련된 디스플레이는 투명하지 않은 상태일 때 텍스트, 색상 또는 이미지를 표시하거나 사용자로부터 메모를 입력받을 수 있어 냉장고를 다양하게 활용할 수 있게 된다.

100: 냉장고 110 : 디스플레이
111 : 제1전극모듈 112 : 제2전극모듈
111a : 제1전극기판 111b : 제1전극
112a : 제2전극기판 112b : 제2전극
113 : 격벽 115 : 셀
117 : 전기장 의존층
120 : 제어부 130 : 입력부
140 : 조명 장치 150 : 단열 부재
160 : 편광자

Claims (20)

1. 저장실을 포함하는 본체;
   상기 저장실을 개폐하도록 상기 본체에 결합되는 도어;
   상기 도어의 적어도 일 영역에 마련되며, 제1 모드, 제2 모드 및 제3 모드 사이에서 전환 가능한 디스플레이;
   텍스트, 이미지 및 색 중 적어도 하나를 저장하는 기억 소자; 및
   상기 디스플레이가 상기 제1 모드, 상기 제2 모드 및 상기 제3 모드 중 하나로 전환되도록 제어하는 제어부;를 포함하되,
   상기 디스플레이는,
   상기 저장실에 보관된 식품을 외부에서 확인할 수 있는 상기 제1 모드와,
   상기 기억 소자에 저장된 텍스트, 이미지, 색 중 적어도 하나를 표시할 수 있는 상기 제2 모드와,
   상기 저장실의 내부를 확인할 수 없는 상기 제3 모드를 포함하는 냉장고.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 디스플레이가 상기 제1 모드로 전환된 후 기준 시간이 경과하면, 상기 디스플레이를 기본 작동 모드로 전환하는 냉장고.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 기본 작동 모드는 상기 제2 모드로 설정된 냉장고.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 디스플레이는,
   콜레스테릭 액정에 의해 메모가 입력되는 제3 모드로 전환 가능한 냉장고.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 디스플레이는,
   제1 전극;
   제2 전극; 및
   상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 충전되어 인가되는 전기장에 따라 상태가 달라지는 광결정을 포함하는 냉장고.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 디스플레이는,
   상기 광결정에 의해 거울로 사용되는 반사 모드로 전환 가능한 냉장고.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 저장실에 마련되는 조명 장치를 더 포함하고,
   상기 제어부는,
   상기 디스플레이가 제1 모드일 때 상기 조명 장치가 온(on) 되도록 제어하는 냉장고.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 모드, 상기 제2 모드 또는 상기 제3 모드에 대한 선택을 입력받는 입력부를 더 포함하고,
   상기 제어부는,
   상기 입력부가 입력받은 선택에 따라 상기 디스플레이가 제1 모드, 제2 모드 또는 제3 모드로 전환하도록 제어하는 냉장고.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 제1 모드가 선택된 경우, 콜레스테릭 액정이 호메오트로픽(homeotropic) 상태가 되도록 상기 디스플레이에 인가되는 전압을 조절하여 상기 디스플레이가 광을 투과시키도록 제어하는 냉장고.
10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제2 모드가 선택된 경우, 콜레스테릭 액정이 플래너(planar) 상태가 되도록 상기 디스플레이에 인가되는 전압을 조절하여 상기 디스플레이가 입사되는 광을 파장에 따라 선택적으로 반사시키도록 제어하는 냉장고.
11. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제3 모드가 선택된 경우, 콜레스테릭 액정이 포컬 코닉(focal conic) 상태가 되도록 상기 디스플레이에 인가되는 전압을 조절하여 상기 디스플레이가 입사되는 광을 산란 또는 난반사시키도록 제어하는 냉장고.
12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 모드, 상기 제2 모드 또는 제4 모드에 대한 선택을 입력받는 입력부를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 입력부가 입력받은 선택에 따라 상기 디스플레이가 상기 제1 모드, 상기 제2 모드 또는 상기 제4 모드로 전환하도록 제어하되, 상기 제4 모드는 거울처럼 작동하는 반사 모드인, 냉장고.
13. 제 1 항에 있어서,
    상기 디스플레이의 후면에 배치되는 단열 부재를 더 포함하는 냉장고.
14. 제 13 항에 있어서,
    상기 단열 부재는,
    제1 투명 기판과 제2 투명 기판을 포함하고, 상기 제1 투명 기판과 상기 제2 투명 기판 사이의 공간은 진공 상태인 냉장고.
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 단열 부재는,
    상기 제1 투명 기판과 상기 제2 투명 기판 사이에 형성되는 적어도 하나의 스페이서를 포함하는 냉장고.
16. 제 4 항에 있어서,
    상기 디스플레이는,
    상기 제3 모드에서 사용자에 의해 입력된 상기 메모를 표시하는 냉장고.
17. 제 8 항에 있어서
    상기 입력부는,
    리셋(reset)에 관한 선택을 더 입력받도록 구성되고,
    상기 제어부는,
    상기 입력부로부터 상기 리셋을 입력을 받은 경우 상기 디스플레이에 표시된 메모를 삭제하는 냉장고.
18. 제 16 항에 있어서,
    상기 디스플레이의 전면에 배치되는 터치 패널을 더 포함하고,
    상기 메모는 상기 터치 패널을 통해 입력되는 냉장고.
19. 제 18 항에 있어서,
    상기 기억 소자는,
    상기 입력된 메모를 저장하는 냉장고.
20. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 디스플레이가 상기 제1 모드로 전환된 후 기준 시간이 경과하면, 상기 디스플레이를 상기 제2 모드로 전환하는 냉장고.

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