KR20000055233A - 광도파로를 이용한 평판 디스플레이 패널 - Google Patents
광도파로를 이용한 평판 디스플레이 패널 Download PDFInfo
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Abstract
광도파로를 이용한 평판 디스플레이 패널이 개시된다. 상기 광도파로를 이용한 평판 디스플레이 패널은, 광원에서 출력된 광이 입사되어 전파되는 광도파로와, 상기 광도파로의 한면에 인접하여 위치하고 상기 광도파로를 따라 전파되는 광을 전반사시키기 위하여 굴절률이 낮은 물질로 된 클래딩과, 상기 클래딩의 한면에 인접하여 위치하고 광을 흡수하는 광흡수층과, 상기 광도파로의 다른 면에 인접하여 위치하고 상기 광도파로를 따라 전파되는 광을 외부로 출력하기 위하여 전기장에 따라 굴절률이 변하는 물질로 된 전기광학 물질층과, 상기 전기광학 물질층을 통과하는 광을 외부로 출력하기 위한 광출력부 및 상기 전기광학 물질층에 상기 전기장을 인가하기 위하여 소정의 전압이 인가되는 제1전극과 제2전극을 구비하는 광도파로를 이용한 평판 디스플레이 패널에 있어서, 상기 제1전극과 상기 제2전극이, 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 상기 전기광학 물질층만이 위치하도록 형성되어 있어, 전기광학 물질층의 굴절률을 변경시키기 위한 전압을 효과적으로 낮출수 있는 이점이 있다.
Description
본 발명은 평판 디스플레이에 관한 것으로, 특히 광도파로를 이용한 평판 디스플레이 패널에 관한 것이다.
현재 모니터 및 텔레비젼의 디스플레이 장치로서 음극선관이 주로 사용되고 있다. 그러나, 음극선관이 무겁고 부피가 크기 때문에 휴대형을 중심으로 액정 디스플레이나 플라즈마 디스플레이 같은 가벼운 평판 디스플레이가 점점 채용되고 있다. 하지만, 액정 디스플레이는 가격이 비싸고 스크린 크기를 크게 하기가 어렵다는 단점이 있으며 플라즈마 디스플레이는 제조원가가 높고 높은 전압을 필요로 하며, 전력 소모가 크다는 단점이 있다.
이를 해결하기 위하여 광도파로를 이용한 평판 디스플레이가 제안되었다. 광도파로는 광을 거의 감쇠시키기 않고 먼 거리까지 전달할 수 있기 때문에 대화면의 디스플레이에 적합하다.
미국특허 제5,596,671호에 나와 있는 광도파로 디스플레이 시스템에 있어서 광도파로 디스플레이 패널의 구조는 도 1과 같다.
도 1에 도시된 종래의 광도파로를 이용한 평판 디스플레이 패널은, 광원(미도시)에서 출력된 광이 입사되어 전파되는 광도파로(15), 광도파로(15) 상부에 위치하며 광도파로(15)를 따라 전파되는 광을 전반사시키기 위하여 굴절률이 낮은 물질로 된 클래딩(14), 클래딩(14) 상부에 위치하여 광을 흡수하는 광흡수층(10), 광흡수층(10) 상부에 위치하여 소정의 전압(12)이 인가되는 제1전극(13), 광도파로(15) 하부에 위치하여 전기장에 따라 굴절률이 변하는 전기광학 물질층(16), 광을 산란시키기 위한 산란층(17) 및 접지되며 투명재질로 되어 있는 제2전극(18)을 구비하고 있다.
상기와 같이 구성된 종래의 광도파로를 이용한 평판 디스플레이 패널에서는, 소정의 전압(12)이 제1전극(13)으로 인가되면 제1전극(13)과 제2전극(18) 사이에 전기장(11)이 발생되고 발생된 전기장(11)에 의해 전기광학 물질층(16)의 굴절률이 증가하여 광도파로(15)를 따라 전파되는 광이 전기광학 물질층(16)을 통과한 후 산란층(17)에서 산란입자와 충돌하여 산란된다. 산란층(17)에서 산란된 광은 투명재질의 제2전극(18)을 통과하여 관찰자가 제2전극(18)을 통과한 광을 인지할 수 있게 된다.
상기와 같이 전기광학 물질층(16)의 굴절률이 낮을 때는 광이 광도파로(15)를 따라 진행을 하고 전기광학 물질층(16)의 굴절률이 높아지면 광이 광도파로(15)에서 빠져 나와 산란층(17)에서 산란된다.
이러한 광도파로(15)로 광이 진행하기 위한 조건은 광이 광도파로(15)내에서 전반사를 하면 되고, 이것은 광도파로(15) 외부에 있는 전기광학 물질층(16)의 굴절률이 광도파로(15)의 굴절률보다 낮을 때 얻어진다. 한편, 광도파로(15) 외부에 있는 전기광학 물질층(16)의 굴절률이 광도파로(15)의 굴절률 보다 높게 되면, 전반사 조건을 만족하지 않게 되어 광도파로(15)내의 광은 밖으로 빠져 나오게 된다. 이 때 빠져 나오는 광의 위치는 전기광학 물질층(16)의 굴절률이 높아지는 곳이므로 전압을 가하는 전극의 위치를 조절하여 광이 나오는 위치를 조절할 수 있고, 이러한 원리를 이용한 표시소자의 제작이 가능해진다.
이 때 전기광학 물질층(16)의 굴절률을 변경시키기 위하여 제1전극(13)과 제2전극(18)을 형성시킨다. 제1전극(13)과 제2전극(18)에 전압을 인가하면 전기광학 물질층(16)의 굴절률이 변하게 되고 이에 따라 광도파로(15)의 광이 외부로 빠져 나오거나 빠져 나오지 못하게 된다.
하지만, 상기와 같은 종래의 광도파로를 이용한 평판 디스플레이 패널은 두전극 사이에 광도파로(15)와 전기광학 물질층(16) 및 산란층(17)이 위치하여, 두 전극 간의 거리가 멀어 필요한 굴절률 변화를 일으키기 위한 전압이 증가한다는 단점이 있다.
본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는, 전기광학 물질층의 굴절률을 변경시키기 위한 전압을 효과적으로 낮출수 있는 광도파로를 이용한 평판 디스플레이 패널을 제공하는 것이다.
도 1은 종래의 광도파로를 이용한 평판 디스플레이 패널의 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 의한 광도파로를 이용한 평판 디스플레이 패널의 구조를 도시한 도면이다.
도 3은 광도파로의 구조를 도시한 도면이다.
도 4는 전극의 구조를 도시한 도면이다.
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞
20...광흡수층,21...광도파로,
22...전기광학물질층,23...산란층,
24...클래딩,25...제1전극,
26...제2전극.
상기 과제를 이루기 위하여 본 발명에 의한 광도파로를 이용한 평판 디스플레이 패널은, 광원에서 출력된 광이 입사되어 전파되는 광도파로와, 상기 광도파로의 한면에 인접하여 위치하고 상기 광도파로를 따라 전파되는 광을 전반사시키기 위하여 굴절률이 낮은 물질로 된 클래딩과, 상기 클래딩의 한면에 인접하여 위치하고 광을 흡수하는 광흡수층과, 상기 광도파로의 다른 면에 인접하여 위치하고 상기 광도파로를 따라 전파되는 광을 외부로 출력하기 위하여 전기장에 따라 굴절률이 변하는 물질로 된 전기광학 물질층과, 상기 전기광학 물질층을 통과하는 광을 외부로 출력하기 위한 광출력부 및 상기 전기광학 물질층에 상기 전기장을 인가하기 위하여 소정의 전압이 인가되는 제1전극과 제2전극을 구비하는 광도파로를 이용한 평판 디스플레이 패널에 있어서, 상기 제1전극과 상기 제2전극은, 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 상기 전기광학 물질층만이 위치하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 전기광학 물질층의 상하에 형성되는 상기 제1전극 및 상기 제2전극은 투명전극으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제1전극 및 상기 제2전극이 투명전극으로 형성됨으로써 발생되는 저항의 증가를 억제하기 위하여 상기 제1전극 및 상기 제2전극은, 폭이 좁은 금속배선에 투명전극을 붙여 형성시키는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제1전극 및 상기 제2전극은 인듐 주석 산화물로 된 것이 바람직하다.
또한, 상기 제1전극 및 상기 제2전극은 이산화주석으로 된 것이 바람직하다.
또한, 상기 제1전극 및 상기 제2전극은 도전성 폴리머로 된 것이 바람직하다.
또한, 상기 제1전극 및 상기 제2전극은 두께 1000Å 이하의 금속으로 된 것이 바람직하다.
또한, 상기 전기광학 물질층은 전기장에 따라 굴절률이 변하는 액정으로 된 것이 바람직하다.
또한, 상기 광도파로를 따라 전파되는 광의 세기가 입사점으로부터의 거리가 멀어짐에 따라 약해지는 것을 보상하기 위하여, 상기 입사점으로부터의 거리에 따라 폭이 증가되도록 상기 광도파로를 따라 형성되는 상기 제1전극 및 상기 제2전극을 형성시켜 상기 제1전극 및 상기 제2전극을 통해 나오는 광의 양을 보상하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 광도파로를 따라 전파되는 광의 세기가 입사점으로부터의 거리가 멀어짐에 따라 약해지는 것을 보상하기 위하여, 상기 입사점으로부터의 거리에 따라 폭이 증가되도록 상기 광도파로를 형성시키는 것이 바람직하다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 의한 광도파로를 이용한 평판 디스플레이 패널에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 2에 본 발명의 실시예에 의한 광도파로를 이용한 평판 디스플레이 패널의 구조를 도시하였다. 도 2에 도시된 본 발명의 실시예에 의한 광도파로를 이용한 평판 디스플레이 패널은, 광원에서 출력된 광이 입사되어 전파되는 광도파로(21)와, 광도파로(21)의 한면에 인접하여 위치하고 광도파로(21)를 따라 전파되는 광을 전반사시키기 위하여 굴절률이 낮은 물질로 된 클래딩(24)과, 클래딩(24)의 한면에 인접하여 위치하고 광을 흡수하는 광흡수층(20)과, 광도파로(21)의 다른 면에 인접하여 위치하고 광도파로(21)를 따라 전파되는 광을 외부로 출력하기 위하여 전기장에 따라 굴절률이 변하는 물질로 된 전기광학 물질층(22)과, 전기광학 물질층(22)을 통과하는 광을 외부로 출력하기 위하여 광출력부의 역할을 하는 산란층(23) 및 전기광학 물질층(22)에 상기 전기장을 인가하기 위하여 소정의 전압이 인가되는 제1전극(25)과 제2전극(26)을 구비하고 있다.
한편, 제1전극(25)과 제2전극(26)은, 제1전극(25)과 제2전극(26) 사이에 전기광학 물질층(22)만이 위치하도록 전기광학 물질층(22) 상하에 형성되어 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 의한 광도파로를 이용한 평판 디스플레이 패널에서는, 소정의 전압이 제1전극(25)과 제2전극(26)에 인가되면 제1전극(25)과 제2전극(26) 사이에 전기장이 발생되고 발생된 전기장에 의해 전기광학 물질층(22)의 굴절률이 증가하여 광도파로(21)를 따라 전파되는 광이 제1전극(25)과 제2전극(26) 및 전기광학 물질층(22)을 통과한 후 산란층(23)에서 산란입자와 충돌하여 산란됨으로써, 관찰자가 광을 인지할 수 있게 된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 의한 광도파로를 이용한 평판 디스플레이 패널에서는, 전기광학 물질층(22)에 전기장을 인가하기 위한 제1전극(25) 및 제2전극(26)을 전기광학 물질층(22) 바로 상하에 형성시키는 것으로 광의 투과를 요하는 경우 제1전극(25) 및 제2전극(26)을 투명전극을 사용하도록 한 것이다.
도 2를 참조하면, 제1전극(25) 및 제2전극(26)이 전기광학 물질층(22)의 바로 상하에 형성되어 있기 때문에, 종래와 같이 두 전극 사이에 광도파로와 전기광학 물질층이 위치할 때에 비하여 두 전극 사이의 거리가 훨씬 가까워지고 따라서 두 전극에 인가하는 전압을, 두 전극의 거리가 가까워진 만큼 낮출 수 있으므로, 구동 전압을 낮출 수 있다.
이 때 제1전극(25) 및 제2전극(26)은 투명전극을 사용하여 광의 진행을 방해하지 않도록 한다. 투명전극으로 많이 사용되는 재료는 인듐 주석 산화물(ITO: indium tin oxide), 이산화주석(SnO2) 등이 있으며, 기타 도전성 폴리머나 두께 1000Å 이하로 얇게 증착한 금속 등도 사용할 수 있다.
한편, 일반적으로 광도파로 주위에 전도성 물질이 있으면 광도파로로 진행하는 광의 손실이 증가하게 되고 광도파로를 디스플레이로 활용할 경우 광도파로로 광이 입사하는 입사점에서 멀어질수록 광의 세기가 약해지게 된다. 이러한 광의 세기를 보상하기 위하여 도 3과 같이 광의 입사점에서 멀어질수록 광도파로(21)의 폭을 증가시켜 빠져 나오는 광의 양을 증가시킨다. 또한, 광의 입사점에서 멀어질수록 제1전극(25) 및 제2전극(26)의 폭을 증가시켜 광도파로(21)로부터 빠져 나오는 광의 양을 증가시킨다.
일반적인 디스플레이의 구성은 화점이 가로세로로 배열되어 있고 각 화점에서 나오는 광의 양을 조절함으로써 한 화면을 구성한다. 이를 위하여 광도파로(21)는 화면에서 수직으로 배열되어 있고 가로로 전극선이 배치되어 전기광학 물질층의 굴절률을 조절하도록 하여 선택된 가로선 위치로 광이 빠져 나오게 한다. 이 때 광도파로로 입사되는 광의 세기를 각 위치에 맞도록 조절한다. 따라서 이러한 가로선의 선택을 화면의 상단 첫 줄부터 맨아래 줄가지 순차적으로 진행하면서 각 수평선상에 위치한 화상의 밝기에 맞는 광을 광도파로로 계속 보내게 되면 화상이 구성된다.
이 때 본 발명에서와 같이 전극을 투명전극으로 구성하게 되면 화상표시를 위한 배선을 형성할 때 저항이 커질 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 도 4와 같이 금속배선을 폭이 얇게 형성하고 금속배선에 붙여서 투명전극을 형성시켜 제1전극(25) 및 제2전극(26)을 형성시킴으로써, 투명전극을 사용할 때 생기는 저항의 증가를 방지할 수 있다. 본 발명에서 전기광학 물질층은 고체상태의 전기광학 물질층일 수도 있고 광학적 이방성이 큰 액정을 사용할 수도 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의한 광도파로를 이용한 평판 디스플레이 패널은, 전극 사이에 전기광학 물질층만이 위치하도록 하여 전기광학 물질층의 굴절률을 변경시키기 위한 전압을 효과적으로 낮출수 있는 이점이 있다.
Claims (10)
- 광원에서 출력된 광이 입사되어 전파되는 광도파로와, 상기 광도파로의 한면에 인접하여 위치하고 상기 광도파로를 따라 전파되는 광을 전반사시키기 위하여 굴절률이 낮은 물질로 된 클래딩과, 상기 클래딩의 한면에 인접하여 위치하고 광을 흡수하는 광흡수층과, 상기 광도파로의 다른 면에 인접하여 위치하고 상기 광도파로를 따라 전파되는 광을 외부로 출력하기 위하여 전기장에 따라 굴절률이 변하는 물질로 된 전기광학 물질층과, 상기 전기광학 물질층을 통과하는 광을 외부로 출력하기 위한 광출력부 및 상기 전기광학 물질층에 상기 전기장을 인가하기 위하여 소정의 전압이 인가되는 제1전극과 제2전극을 구비하는 광도파로를 이용한 평판 디스플레이 패널에 있어서,상기 제1전극과 상기 제2전극은, 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 상기 전기광학 물질층만이 위치하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광도파로를 이용한 평판 디스플레이 패널.
- 제 1 항에 있어서, 상기 전기광학 물질층의 양쪽에 형성되는 상기 제1전극 및 상기 제2전극은 투명전극으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광도파로를 이용한 평판 디스플레이 패널.
- 제 2 항에 있어서, 상기 제1전극 및 상기 제2전극이 투명전극으로 형성됨으로써 발생되는 저항의 증가를 억제하기 위하여 상기 제1전극 및 상기 제2전극은, 폭이 좁은 금속배선에 투명전극을 붙여 형성시키는 것을 특징으로 하는 광도파로를 이용한 평판 디스플레이 패널.
- 제 2 항에 있어서, 상기 제1전극 및 상기 제2전극은 인듐 주석 산화물로 된 것을 특징으로 하는 광도파로를 이용한 평판 디스플레이 패널.
- 제 2 항에 있어서, 상기 제1전극 및 상기 제2전극은 이산화주석으로 된 것을 특징으로 하는 광도파로를 이용한 평판 디스플레이 패널.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제1전극 및 상기 제2전극은 도전성 폴리머로 된 것을 특징으로 하는 광도파로를 이용한 평판 디스플레이 패널.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제1전극 및 상기 제2전극은 두께 1000Å 이하의 금속으로 된 것을 특징으로 하는 광도파로를 이용한 평판 디스플레이 패널.
- 제 1 항에 있어서, 상기 전기광학 물질층은 전기장에 따라 굴절률이 변하는 액정으로 된 것을 특징으로 하는 광도파로를 이용한 평판 디스플레이 패널.
- 제 1 항에 있어서, 상기 광도파로를 따라 전파되는 광의 세기가 입사점으로부터의 거리가 멀어짐에 따라 약해지는 것을 보상하기 위하여, 상기 입사점으로부터의 거리에 따라 폭이 증가되도록 상기 광도파로를 따라 형성되는 상기 제1전극 및 상기 제2전극을 형성시켜 상기 제1전극 및 상기 제2전극을 통해 나오는 광의 양을 보상하는 것을 특징으로 하는 광도파로를 이용한 평판 디스플레이 패널.
- 제 1 항에 있어서, 상기 광도파로를 따라 전파되는 광의 세기가 입사점으로부터의 거리가 멀어짐에 따라 약해지는 것을 보상하기 위하여, 상기 입사점으로부터의 거리에 따라 폭이 증가되도록 상기 광도파로를 형성시키는 것을 특징으로 하는 광도파로를 이용한 평판 디스플레이 패널.
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| KR1019990003748A KR100301938B1 (ko) | 1999-02-04 | 1999-02-04 | 광도파로를 이용한 평판 디스플레이 패널 |
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|---|---|---|---|---|
| CN110367955A (zh) * | 2019-08-19 | 2019-10-25 | 深圳市矽赫科技有限公司 | 光纤传感器及生命体征检测装置 |
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1999
- 1999-02-04 KR KR1019990003748A patent/KR100301938B1/ko not_active IP Right Cessation
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