KR20040011621A - 밴드갭 조절을 이용한 광조절장치 및 광결정 디스플레이 - Google Patents

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Abstract

밴드갭 조절을 이용한 광조절장치 및 광결정 디스플레이장치가 개시된다. 이 밴드갭 조절을 이용한 광결정 디스플레이장치는 전기장에 따라서 변화하는 굴절률을 갖는 물질을 포함하고, 각각 서로 다른 주파수영역에서 포토닉 밴드갭을 갖는 복수개의 광결정 및 광결정에 각각 임의의 전기장을 독립적으로 인가할 수 있도록 광결정의 양면에 각각 형성된 투명전극을 구비하고, 광결정의 포토닉 밴드갭의 크기는 광결정에 각각 대응되는 상기 투명전극들에 각각 인가되는 전압에 의하여 조절된다. 본 발명에 의하면, 픽셀의 구조가 간단하고, 광결정의 칼라 영역별 높은 반사율을 이용하여 높은 광효율 및 높은 색대비비를 갖는 반사형 또는 투과형 디스플레이가 가능하게 된다.

Description

밴드갭 조절을 이용한 광조절장치 및 광결정 디스플레이{Light regulating device and photonic crystal displays utilizing photonic band-gap control}
본 발명은 디스플레이장치에 관한 것으로, 상세하게는 전기장의 조절을 통하여 광결정을 구성하는 물질간의 굴절률 차이를 조절함으로써 포토닉 밴드갭의 크기를 조절하는 밴드갭 조절을 이용한 광조절장치 및 광결정 디스플레이에 관한 것이다.
광결정은 굴절률 또는 유전율이 서로 다른 두 가지 이상의 물질이 격자구조의 형태로 규칙적으로 배열되는 것을 특징으로 한다. 이러한 서로 다른 굴절률을 갖는 물질들의 규칙적 배열은 특정 주파수 또는 파장을 갖는 전자기파가 광결정 내부로 전파하는 것을 막는 포토닉 밴드갭을 형성할 수 있다.
광결정의 포토닉 밴드갭이 가시광 영역에 형성되어 있고 광결정으로 입사하는 빛의 주파수 또는 파장이 포토닉 밴드갭에 해당하는 경우, 이론적으로 99% 이상의 입사광이 광결정에서 반사된다. 반대로 포토닉 밴드갭 이외의 주파수 또는 파장을 갖는 입사광은 대부분 광결정을 투과하게 된다.
이와 같이, 포토닉 밴드갭의 크기는 광결정을 구성하는 물질들의 굴절률 차이에 의하여 주로 결정되므로, 이러한 물질들의 굴절률을 이용하여 포토닉 밴드갭을 조절하는 연구가 계속되고 있다.
그러나, 아직까지 광결정의 포토닉 밴드갭의 조절을 통한 디스플레이장치는 개발되고 있지 않다.
본 발명은 픽셀의 구조가 간단하고, 광결정의 칼라 영역별 높은 반사율을 이용하여 높은 광효율 및 높은 색대비비를 갖는 디스플레이가 가능한 밴드갭 조절을 이용한 광조절장치 및 광결정 디스플레이장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도1은 직경 200 nm의 폴리스티렌(polystyrene) 콜로이드 입자가 적층되어 형성된 오팔구조 광결정의 SEM 사진이다.
도2는 도 1의 광결정에서 포토닉 밴드갭에 의해 반사되는 빛의 파장에 따른 반사율을 나타내는 그래프이다.
도 3a ∼ 도 3c는 본 발명에 따른 밴드갭 조절을 이용한 광조절장치의 동작을 나타내는 도면이다.
도 4는 2가지 이상의 칼라의 조합 통하여 임의의 칼라를 구현할 수 있는 반사형 칼라 광결정 디스플레이를 위한 평면형 단위픽셀의 구조를 나타낸다.
도 5는 반사형 및 투과형 칼라 광결정 디스플레이장치의 수직적층형 픽셀구조의 단면도이다.
상기의 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 전기장에 따라서 변화하는 굴절률을 갖는 물질을 포함하고, 특정 주파수영역에서 포토닉 밴드갭을 갖는 광결정;및 상기 광결정의 양면에 배치되고, 전압이 인가되는 복수개의 투명 전극을 구비하며, 상기 광결정의 포토닉 밴드갭의 크기는 상기 투명 전극 사이에 인가되는 전압에 의하여 조절되는 것을 특징으로 하는 밴드갭 조절을 이용한 광조절장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 다른 목적을 달성하기 위해, 전기장에 따라서 변화하는 굴절률을 갖는 물질을 포함하고, 각각 서로 다른 주파수영역에서 포토닉 밴드갭을 갖는 복수개의 광결정; 및 상기 광결정에 각각 임의의 전기장을 독립적으로 인가할 수 있도록 상기 광결정의 양면에 각각 형성된 복수개의 투명전극을 구비하고, 상기 광결정의 포토닉 밴드갭의 크기는 상기 광결정에 각각 대응되는 상기 투명전극들에 각각 인가되는 전압에 의하여 조절되는 것을 특징으로 하는 밴드갭 조절을 이용한 광결정 디스플레이장치를 제공한다.
상기 광결정들은 2차원 평면상으로 배열되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 광결정들은 수직적으로 배열되어 있는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 광결정들에 인가된 전압에 의거하여 상기 광결정들로부터 각각의 특정 주파수여역에서 반사되는 가시광의 반사량 조절이 가능하다.
상기 광결정들에 인가된 전압에 의거하여 상기 광결정들로부터 각각의 특정 주파수영역에서 투과되는 가시광의 투과량 조절이 가능하다.
상기 각각의 광결정에 임의의 전기장을 독립적으로 인가할 수 있는 투명 전극의 패턴이 코팅되어진 투명 기판들이 상기 광결정들의 양면에 부착되는 것이 바람직하다.
상기 광결정들과 상기 단위픽셀들의 전기적, 공간적 분리를 위하여 상기 광결정들 또는 상기 단위픽셀들 사이에 절연스페이서가 구비되는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 직경이 200 nm이고 굴절률이 약 1.6인 폴리스티렌 콜로이드 입자들이 face centered cubic (fcc) 구조로 적층되어 형성된 오팔구조의 3차원 광결정 구조를 보여준다.
광결정의 포토닉 밴드갭은 광결정의 격자구조의 형태, 단위격자의 크기, 구성물질들의 굴절률 차이에 의하여 결정된다. 광결정의 포토닉 밴드갭이 형성되는 대략적 주파수 f는 진공에서의 광속 c와 광결정의 단위격자크기 a에 대하여 f ∼ c/2a의 관계식을 만족한다. 그리고 포토닉 밴드갭의 크기는 광결정을 구성하는 물질간의 굴절률 차이에 의하여 주로 결정된다.
도 2는 도 1의 광결정이 가지는 포토닉 밴드갭에 의하여 특정 방향으로 반사된 빛의 파장에 따른 반사율의 측정값을 나타낸다. 도 1과 같이 콜로이드 입자로 형성된 오팔구조 광결정의 빈공간, 즉 콜로이드 입자들 사이를 전기장에 따라 굴절률이 약 2에서 10까지 변화할 수 있는 FLC453과 같은 강유전 액정을("Pyroelectric properties of polymer dispersed ferroelectric liquid crystals", Journal of Applied Physics 84(5), 1998, pp. 2835-2840, by Bartolino et al.) 침투시켜 채우고 외부에서 전기장을 인가하여 강유전 액정과 콜로이드의 굴절률 차이를 특정값 미만으로 조절하면 포토닉 밴드갭의 크기는 영이 되어 밴드갭이 형성되지 않고 특정값 이상으로 조절하면 포토닉 밴드갭이 형성되며 밴드갭의 크기는 굴절률의 차이를 크게 할수록 커지게 된다("Photonic band-gap formation in certain self-organizing systems", Physical Review E 58(3), 1998, pp. 3896-3908, by Busch and John).
따라서 도 1과 같이 가시광의 특정 주파수 또는 파장 영역에서 포토닉 밴드갭이 형성될 수 있는 격자구조의 형태, 단위격자의 크기를 갖도록 약 100 nm에서 500 nm 사이의 직경을 갖는 콜로이드 입자를 적층하여 오팔구조의 광결정을 형성한 후, FLC453과 같이 굴절률이 전기장에 크게 의존하는 물질을 침투시켜 오팔구조의 빈공간을 채워서 이루어진 광결정에 전기장을 인가하여 포토닉 밴드갭의 크기를 조절하면 도면 2에 나타난 반사영역의 폭을 조절할 수 있게 된다.
도 3a ∼ 도 3c는 본 발명에 따른 밴드갭 조절을 이용한 광조절장치의 동작을 나타내는 도면이다.
도 3a ∼ 도 3c에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 밴드갭 조절을 이용한 광조절장치는 전기장에 의존하는 포토닉 밴드갭 크기를 갖는 광결정(101), 상부 투명전극이 코팅된 상부 투명기판(102), 하부 투명전극이 코팅된 하부 투명기판(103) 및 상하부 투명전극에 전압을 공급하는 장치(104)를 구비한다.
광결정(101)은 FLC453과 같이 전기장에 대한 의존성이 있는 굴절률을 갖는 한 물질과 폴리스티렌 콜로이드 입자와 같이 전기장에 대한 의존성이 없는 굴절률을 갖는 한 가지 이상의 물질로 구성된다.
광결정(101)은 이 물질들 사이의 굴절률 차이의 변화에 의하여 임의의 주파수 fL에서 임의의 주파수 fH까지 △f(= fH- fL)의 포토닉 밴드갭을 가질수 있는 격자구조 형태 및 단위격자 크기를 갖는다.
광결정(101)의 양 면에는 전기장을 인가하기 위하여 각기 투명전극이 코팅된 상부 투명기판(102)과 하부 투명기판(103)이 배치된다. 전기장은 전압공급장치(104)에 의하여 상부 투명기판(102)과 하부 투명기판(103) 사이에 인가되는 전압에 의하여 형성된다.
광결정(101)의 포토닉 밴드갭의 크기는 상부전극(102) 및 하부전극(103)에 전원(104)으로부터 인가되는 전압에 의하여 조절된다.
도 3a는 상부 투명기판(102)과 하부 투명기판(103) 사이에 특정 전압(V1)이 인가되는 경우를 나타낸다. 이 전압(V1)은 전기장에 대한 의존성이 있는 물질과 나머지 물질들과의 굴절률 차이가 포토닉 밴드갭을 형성할 수 있는 특정값 보다 작게 되는 전압으로서, 포토닉 밴드갭의 크기가 영이 되고(△f(V1) = 0), 광결정은 반사영역을 가지지 못하게 된다.
이 때, 각각 f1(105), f2(106), f3(107)의 주파수를 갖는 가시광이 광결정으로 입사하는 경우 입사광은 광결정을 투과하게 된다.
도 3b는 상부 투명기판(102)과 하부 투명기판(103) 사이에 특정 전압(V2)이 인가되는 경우를 나타낸다. 이 전압(V2)은 전기장에 대한 의존성이 있는 물질과 나머지 물질들과의 굴절률 차이가 포토닉 밴드갭을 형성할 수 있는 특정값 보다 크게 되는 전압으로서, 특정한 포토닉 밴드갭의 크기 △f(V2)(= fH(V2) - fL(V2))를갖는다.
입사광 중에서 주파수 f2를 갖고 fL(V2) < f2< fH(V2) 의 조건을 만족하여 포토닉 밴드갭에 해당하는 빛(108)은 광결정에서 반사되고 fL(V2)보다 작은 주파수 f1을 갖는 빛(109)과 fH(V2)보다 큰 주파수 f3를 갖는 빛(110)은 광결정을 투과한다.
도 3c는 상부 투명기판(102)과 하부 투명기판(103) 사이에 특정 전압(V3)이 인가되는 경우를 나타낸다. 이 전압(V3)은 전기장에 대한 의존성이 있는 물질과 나머지 물질들과의 굴절률 차이가 이전의 전압(V2)의 경우보다 더 크게 되는 전압으로서, 포토닉 밴드갭의 크기는 △f(V3)(= fH(V3) - fL(V3))가 된다.
이 때, 입사광의 각 주파수 f1(111), f2(112), f3(113)가 모두 fL(V3)보다 크고 fH(V3)보다 작은 조건이 되면 포토닉 밴드갭에 해당하는 모든 입사광은 광결정에서 반사된다.
도 4는 2가지 이상의 칼라의 조합 통하여 임의의 칼라를 구현할 수 있는 반사형 칼라 광결정 디스플레이를 위한 평면형 단위픽셀의 구조를 나타낸다.
단위픽셀은 각기 서로 다른 칼라의 가시광 주파수영역에서 포토닉 밴드갭을 가질수 있도록 격자구조 형태 또는 단위격자 크기를 서로 달리 하는 두 가지 이상의 광결정들(201, 202, 203)로 이루어지며, 모든 광결정은 전기장에 대한 의존성이 있는 굴절률을 갖는 한 물질과 전기장에 대한 의존성이 없는 굴절률을 갖는 한 가지 이상의 물질로 구성된다. 입사광 중에서 제 1 특정 칼라의 주파수영역 △ν1에서 포토닉 밴드갭을 가질수 있는 제 1 광결정(201)과 제 2특정 칼라의 주파수영역 △ν2에서 포토닉 밴드갭을 가질수 있는 제 2광결정(202), 제 3특정 칼라의 주파수영역 △ν3에서 포토닉 밴드갭을 가질수 있는 제 3광결정(203) 등은 도 4와 같이 2차원 평면상에 배열되어 하나의 단위픽셀을 구성한다.
이들 광결정들에 각기 독립적으로 임의의 전기장을 인가할 수 있도록 패턴된 투명전극이 각기 코팅된 상부 공통 투명기판(204)과 하부 공통 투명기판(205)이 광결정들의 상부와 하부에 각각 위치하며, 전기장은 전압공급장치(206)에 의하여 각 광결정의 상하부 투명전극 사이에 인가되는 전압에 의하여 각기 독립적으로 형성된다.
각 광결정 및 단위픽셀은 절연스페이서(207)에 의하여 전기적, 공간적으로 분리된다. 각각의 광결정의 상하부 투명전극에 인가되는 임의의 전압 V1, V2, V3에 의하여 각 광결정은 각기 서로 다른 칼라의 △ν1, △ν2, △ν3의 주파수영역 내에서 각각 △f1(V1), △f2(V2), △f3(V3)의 포토닉 밴드갭의 크기를 가지며 이들은 각 전압의 크기에 따라 각각 영에서 최대 △ν1, △ν2, △ν3까지 변할 수 있다. 각 포토닉 밴드갭의 크기에 따라 각 광결정에서 반사되는 서로 다른 칼라의 빛의 반사량이 결정되므로 이들의 조합에 의하여 단위픽셀에서 반사되는 빛의 칼라와 밝기를 임의로 조절한다.
도 5는 반사형 및 투과형 칼라 광결정 디스플레이장치의 수직적층형 픽셀구조의 단면도이다.
단위픽셀은 각기 서로 다른 칼라의 가시광 주파수영역에서 포토닉 밴드갭을 가질수 있도록 격자구조 형태 또는 단위격자 크기를 서로 달리 하는 두 가지 이상의 광결정들(301, 302, 303)로 구성된다.
모든 광결정은 전기장에 대한 의존성이 있는 굴절률을 갖는 한 가지 물질과 전기장에 대한 의존성이 없는 굴절률을 갖는 한 가지 이상의 물질로 구성된다. 입사광 중에서 제 1 특정 칼라의 주파수영역(△ν1)에서 포토닉 밴드갭을 가질 수 있는 제 1 광결정(301)과 제 2특정 칼라의 주파수영역 △ν2에서 포토닉 밴드갭을 가질수 있는 제 2광결정(302), 제 3특정 칼라의 주파수영역 △ν3에서 포토닉 밴드갭을 가질수 있는 제 3광결정(303) 등은 도 5와 같이 수직으로 적층 배열되어 하나의 단위픽셀을 구성한다.
이들 광결정들에 각기 독립적으로 임의의 전기장을 인가할 수 있도록 패턴된 투명전극이 각기 코팅된 투명기판들(304, 305, 306, 307)이 단위픽셀의 상하부와 광결정들의 사이에 위치하며, 전기장은 전압공급장치(308)에 의하여 각 광결정의 상하부 투명전극 사이에 인가되는 전압에 의하여 각기 독립적으로 형성된다.
단위픽셀들이 2차원 평면상에 배열되는 경우, 각 단위픽셀을 구성하는 광결정들은 절연스페이서(309)에 의하여 전기적, 공간적으로 분리된다. 각각의 광결정의 상하부 투명전극에 인가되는 임의의 전압 V1, V2, V3에 의하여 각 광결정은 각기 서로 다른 칼라의 △ν1, △ν2, △ν3의 주파수영역 내에서 각각 △f1(V1), △f2(V2), △f3(V3)의 포토닉 밴드갭의 크기를 가지며 이들은 각 전압의 크기에 따라 각각 영에서 최대 △ν1, △ν2, △ν3까지 변할 수 있다.
각 포토닉 밴드갭의 크기에 따라 각 광결정에서 반사되는 서로 다른 칼라의 빛의 반사량이 결정되므로 이들의 조합에 의하여 단위픽셀에서 반사되는 빛의 칼라와 밝기를 임의로 조절한다. 또한 각 포토닉 밴드갭의 크기에 따라 각 광결정에서 투과되는 서로 다른 칼라의 빛의 투과량은 각각 △ν1-△f1(V1), △ν2-△f2(V2), △ν3-△f3(V3)의 주파수영역에 의하여 결정되므로 이들의 조합에 의하여 단위픽셀을 투과하는 빛의 칼라와 밝기를 임의로 조절한다.
본 발명에 의한 밴드갭 조절을 이용한 광조절장치 및 광결정 디스플레이에 의하면, 광결정의 칼라 영역별 높은 반사율을 이용하여 높은 광효율 및 높은 색대비비를 갖는 디스플레이가 가능하게 된다.
3차원 광결정을 이용하는 경우 입사광의 입사방향 또는 편광방향에 관계없이 특정 칼라의 반사량 또는 투과량을 조절할 수 있으므로 광시야각 디스플레이가 가능하다.
포토닉 밴드갭을 가지려면 약 5층 정도의 반복적인 구조가 필요하고, 한 층의 두께가 수 백 nm이므로 단위픽셀의 크기를 최소 수 마이크로미터 정도로 작게 할 수 있다.
그리고, 픽셀의 구조가 간단하고, 외부광을 이용하는 경우 전력소모가 적고, 얇고 가볍게 할 수 있다.
외부광이 강할수록 반사광과 투과광이 강해지므로 옥외시안성이 좋다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였으나, 본발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

Claims (11)

  1. 전기장에 따라서 변화하는 굴절률을 갖는 물질을 포함하고, 특정 주파수영역에서 포토닉 밴드갭을 갖는 광결정;및
    상기 광결정의 양면에 배치되고, 전압이 인가되는 복수개의 투명 전극을 구비하며,
    상기 광결정의 포토닉 밴드갭의 크기는 상기 투명 전극 사이에 인가되는 전압에 의하여 조절되는 것을 특징으로 하는 밴드갭 조절을 이용한 광조절장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 광결정에 인가된 전압에 의거하여 상기 광결정으로부터 특정 주파수영역에서 반사되는 가시광의 반사량을 조절가능한 것을 특징으로 하는 밴드갭 조절을 이용한 광조절장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 광결정에 인가된 전압에 의거하여 상기 광결정으로부터 특정 주파수영역에서 투과되는 가시광의 투과량을 조절가능한 것을 특징으로 하는 밴드갭 조절을 이용한 광조절장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 광결정에 전기장을 인가할 수 있는 투명 전극이 코팅되어진 투명 기판이 상기 광결정의 양면에 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 밴드갭 조절을 이용한 광조절장치.
  5. 전기장에 따라서 변화하는 굴절률을 갖는 물질을 포함하고, 각각 서로 다른 주파수영역에서 포토닉 밴드갭을 갖는 복수개의 광결정; 및
    상기 광결정에 각각 임의의 전기장을 독립적으로 인가할 수 있도록 상기 광결정의 양면에 각각 형성된 복수개의 투명전극을 구비하고,
    상기 광결정의 포토닉 밴드갭의 크기는 상기 광결정에 각각 대응되는 상기 투명전극들에 각각 인가되는 전압에 의하여 조절되는 것을 특징으로 하는 밴드갭 조절을 이용한 광결정 디스플레이장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 광결정들이 2차원 평면상으로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 밴드갭 조절을 이용한 광결정 디스플레이장치.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 광결정들이 수직적으로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 밴드갭 조절을 이용한 광결정 디스플레이장치.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 광결정들에 인가된 전압에 의거하여 상기 광결정들로부터 각각 특정 주파수 영역에서 반사되는 가시광의 반사량을 조절가능한 것을 특징으로 하는 밴드갭 조절을 이용한 광결정 디스플레이장치.
  9. 제 5항에 있어서,
    상기 광결정들에 인가된 전압에 의거하여 상기 광결정들로부터 각각 특정 주파수 영역에서 투과되는 가시광의 투과량을 조절가능한 것을 특징으로 하는 밴드갭 조절을 이용한 광결정 디스플레이장치.
  10. 제 5항에 있어서,
    상기 각각의 광결정에 임의의 전기장을 독립적으로 인가할 수 있는 투명 전극의 패턴이 코팅되어진 투명 기판들이 상기 광결정들의 양면에 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 밴드갭 조절을 이용한 광결정 디스플레이장치.
  11. 제 5항에 있어서,
    상기 광결정들과 상기 단위픽셀들의 전기적, 공간적 분리를 위하여 상기 광결정들 또는 상기 단위픽셀들 사이에 절연스페이서를 포함하는 것을 특징으로 하는 밴드갭 조절을 이용한 광결정 디스플레이장치.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011010852A2 (ko) * 2009-07-22 2011-01-27 주식회사 나노브릭 광결정성을 이용한 표시 방법 및 장치
KR101036334B1 (ko) * 2011-01-12 2011-05-23 주식회사 나노브릭 전기 영동성을 이용한 표시 방법 및 장치
KR101154372B1 (ko) * 2010-10-20 2012-06-15 주식회사 나노브릭 광결정성을 이용한 표시 방법 및 장치
KR101155543B1 (ko) * 2011-06-14 2012-06-19 주식회사 나노브릭 광결정성을 이용한 표시 방법 및 장치
US8294972B2 (en) 2008-12-08 2012-10-23 Samsung Electronics Co, Ltd. Display devices
US9019448B2 (en) 2010-08-19 2015-04-28 Samsung Electronics Co., Ltd. Display apparatus having improved outdoor visibility
US9593429B2 (en) 2012-11-08 2017-03-14 Samsung Electronics Co., Ltd. Methods of fabricating photonic crystal

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050201654A1 (en) * 2004-02-12 2005-09-15 Panorama Flat Ltd. Apparatus, method, and computer program product for substrated waveguided display system
KR100594804B1 (ko) * 2004-02-19 2006-07-03 삼성전자주식회사 콜로이드 자기조립 광결정의 패턴닝 방법 및 이를 이용한역전된 오팔구조의 3차원 광결정 광도파로 제작방법
CA2507421A1 (en) * 2004-05-14 2005-11-14 Peter Herman Photonic crystal mirrors for high-resolving-power fabry-perots
US7250591B2 (en) * 2004-06-01 2007-07-31 Micron Technology, Inc. Photonic crystal-based filter for use in an image sensor
CN100403605C (zh) * 2004-06-22 2008-07-16 中国科学院光电技术研究所 一种连续光束线性材料光子晶体倍频器
US7177494B1 (en) * 2005-01-14 2007-02-13 St. Clair Intellectual Property Consultants, Inc. Optical control device and method
US7718164B2 (en) * 2005-06-22 2010-05-18 L'oreal S.A. Optically colored body and optical structure
US8098971B2 (en) * 2005-09-19 2012-01-17 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Method and apparatus for electromagnetic resonance using negative index material
US7352941B2 (en) 2005-09-19 2008-04-01 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Method and apparatus for electromagnetic resonance and amplification using negative index material
US7480424B2 (en) * 2005-09-19 2009-01-20 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Method and apparatus for modifying an electromagnetic radiation beam
JP2007101842A (ja) * 2005-10-04 2007-04-19 Fujitsu Ltd フォトニック結晶構造を有する光学素子
DE102006045702A1 (de) * 2006-09-27 2008-04-03 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Bauteil
KR101328975B1 (ko) * 2007-06-12 2013-11-13 삼성디스플레이 주식회사 광결정의 포토닉 밴드갭 조절 방법, 이를 이용한 반사형컬러필터 제조방법 및 반사형 컬러필터를 채용한디스플레이 장치
KR101048796B1 (ko) * 2009-04-10 2011-07-15 국민대학교산학협력단 투과발광형 디스플레이 소자
KR20120063159A (ko) * 2010-12-07 2012-06-15 삼성전자주식회사 반사형 칼라 필터, 이를 적용한 반사형 칼라 표시장치 및 그 표시 방법
TWI410732B (zh) * 2010-12-27 2013-10-01 Au Optronics Corp 畫素結構
WO2012095634A2 (en) 2011-01-12 2012-07-19 Cambridge Enterprise Limited . Manufacture of composite optical materials
KR101799521B1 (ko) * 2011-05-24 2017-11-20 삼성전자 주식회사 광결정형 광변조기 및 이를 구비하는 3차원 영상 획득 장치
KR101928432B1 (ko) * 2011-08-24 2018-12-13 삼성전자주식회사 칼라 영상 패널, 이를 이용한 칼라 영상 표시 장치 및 표시 방법
KR20130117302A (ko) * 2012-04-18 2013-10-25 삼성전자주식회사 안경형 디스플레이
CN103293760B (zh) * 2013-07-02 2015-06-03 深圳市华星光电技术有限公司 基于双层液晶法布里珀罗滤波器模组的显示装置
US9291867B2 (en) * 2013-07-02 2016-03-22 Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd Double layer liquid crystal (LC) fabry-perot (FP) filter display device
CN104882071A (zh) * 2015-06-03 2015-09-02 东南大学 基于光子晶体的动态全彩色户外显示屏及其实现方法
CN106647015B (zh) * 2017-03-24 2019-07-09 京东方科技集团股份有限公司 一种显示装置
CN107037630A (zh) * 2017-06-23 2017-08-11 京东方科技集团股份有限公司 彩膜基板及其制备方法和显示装置
CN107390421B (zh) * 2017-08-01 2020-11-27 京东方科技集团股份有限公司 一种显示装置及其控制方法
CN108363249B (zh) * 2018-03-14 2023-06-13 京东方科技集团股份有限公司 一种显示面板、其驱动方法及显示装置
CN109061936A (zh) * 2018-10-26 2018-12-21 合肥鑫晟光电科技有限公司 像素结构、显示面板及其制造和控制方法、显示装置
CN109491145B (zh) * 2019-01-02 2023-09-22 合肥京东方显示光源有限公司 显示装置、显示系统和显示方法
CN113838375B (zh) * 2020-10-12 2023-01-03 友达光电股份有限公司 显示器

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5281370A (en) * 1990-08-22 1994-01-25 University Of Pittsburgh Of The Commonwealth System Of Higher Education Method of making solid crystalline narrow band radiation filter
US5973823A (en) * 1997-07-22 1999-10-26 Deutsche Telekom Ag Method for the mechanical stabilization and for tuning a filter having a photonic crystal structure
JP2000098376A (ja) * 1998-09-22 2000-04-07 Hitachi Ltd 反射型液晶表示装置
WO2000077566A1 (en) * 1999-06-14 2000-12-21 Augusto Carlos J R P Display or imager device with integrated wavelength filter
JP2001067007A (ja) * 1999-08-30 2001-03-16 Sony Corp ディスプレイ装置
JP2001142099A (ja) 1999-11-12 2001-05-25 Canon Inc 発色素子およびその発色方法
JP2001209037A (ja) * 2000-01-26 2001-08-03 Olympus Optical Co Ltd 可変ホログラム素子及びそれらを用いた光学装置
KR20020026646A (ko) * 2000-10-02 2002-04-12 조재경 광학 디바이스
KR100568534B1 (ko) * 2001-09-22 2006-04-07 삼성전자주식회사 광자결정 구조를 포함하는 디스플레이용 투명 기판, 이의제조방법 및 이를 이용한 디스플레이
KR100451689B1 (ko) * 2002-04-30 2004-10-11 삼성전자주식회사 포토닉 크리스탈을 이용한 반사형 디스플레이 장치
JP2003344831A (ja) * 2002-05-23 2003-12-03 Sharp Corp 表示装置
US6738178B2 (en) * 2002-06-27 2004-05-18 Koninklijke Philips Electronics N.V. Electrically configurable photonic crystal
US6917409B2 (en) * 2003-02-18 2005-07-12 Intel Corporation Integrated spacer technology for LCOS light modulators

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8294972B2 (en) 2008-12-08 2012-10-23 Samsung Electronics Co, Ltd. Display devices
US8238022B2 (en) 2009-07-22 2012-08-07 Nanobrick Co., Ltd. Display method and device using photonic crystal characteristics
WO2011010852A3 (ko) * 2009-07-22 2011-04-21 주식회사 나노브릭 광결정성을 이용한 표시 방법 및 장치
GB2477478A (en) * 2009-07-22 2011-08-03 Nanobrick Co Ltd Display method and apparatus using the properties of photonic crystals
GB2477478B (en) * 2009-07-22 2012-04-04 Nanobrick Co Ltd Display method and apparatus using the properties of photonic crystals
CN102422213A (zh) * 2009-07-22 2012-04-18 纳诺布雷克株式会社 利用光子晶体特性的显示方法及 装置
WO2011010852A2 (ko) * 2009-07-22 2011-01-27 주식회사 나노브릭 광결정성을 이용한 표시 방법 및 장치
KR101022061B1 (ko) * 2009-07-22 2011-03-16 주식회사 나노브릭 광결정성을 이용한 표시 방법 및 장치
US8537453B2 (en) 2009-07-22 2013-09-17 Nanobrick Co., Ltd. Display method and device using photonic crystal characteristics
US9019448B2 (en) 2010-08-19 2015-04-28 Samsung Electronics Co., Ltd. Display apparatus having improved outdoor visibility
KR101154372B1 (ko) * 2010-10-20 2012-06-15 주식회사 나노브릭 광결정성을 이용한 표시 방법 및 장치
KR101036334B1 (ko) * 2011-01-12 2011-05-23 주식회사 나노브릭 전기 영동성을 이용한 표시 방법 및 장치
KR101155543B1 (ko) * 2011-06-14 2012-06-19 주식회사 나노브릭 광결정성을 이용한 표시 방법 및 장치
US9593429B2 (en) 2012-11-08 2017-03-14 Samsung Electronics Co., Ltd. Methods of fabricating photonic crystal

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