KR20090120564A - 투명한 시-스루 디스플레이 장치 - Google Patents

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KR20090120564A
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Abstract

본 발명은 투명한 시-스루 디스플레이 장치에 관한 것으로, 공간 내부에 액정이 채워진 액정플레이트와, 상기 액정플레이트의 상부 및 하부표면상에 적층되고, 상기 액정의 초기 정렬상태를 조절하는 제1 배향 플레이트 및 제2 배향 플레이트와, 상기 제1 배향 플레이트의 상부표면 및 상기 제2 배향 플레이트의 하부 표면상에 적층되고, 각 내부 표면상에 전도성 물질을 포함하는 제1 전도성 플레이트 및 제2 전도성 플레이트와, 상기 제1 전도성 플레이트의 상부표면 및 상기 제2 전도성 플레이트의 하부표면상에 적층되는 제1 투명 플레이트 및 제2 투명 플레이트와, 상기 제1 투명 플레이트의 상부표면 및 상기 제2 투명플레이트의 하부표면상에 각각 적층된 제1 편광 플레이트 및 제2 편광 플레이트와,　상기 제2 편광 플레이트의 하부의 일측면에 위치된 광원과, 상기 광원으로부터 입사된 광을 전반사시켜 상부로 출광시키는 투명한 도광 플레이트를 포함하여, 광학적으로 투명한 표시장치와 광원이 측면에 위치한 투명한 도광 플레이트를 구비함으로써, 비 동작시에도 광학적으로 투명한 디스플레이 장치를 구현할 수 있다.
시-스루 디스플레이, 투명 디스플레이, 투명 도광판, 투명 백라이트, 투명 도광 플레이트

Description

투명한 시-스루 디스플레이 장치 {TRANSPARENT SEE-THROUGH DISPLAY DEVICE}
본 발명은 투명한 시-스루 디스플레이 장치에 관한 것으로, 특히 배경 광과 디스플레이 장치의 광을 배타적, 혹은 동시에 투과하거나 차단하여 표시할 수 있는 장치에 관한 것이다.
정보 디스플레이는 각종 전자기기로부터 제공되는 화상과 문자 등 다양한 정보를 시각적으로 인간에게 전달하는 표시 장치로서, 정보통신 시대의 핵심 산업이다.
그러나, 미래의 디스플레이는 기존의 초박형, 고해상도, 경량화 등의 특성뿐 만이 아니라, 투명하거나 구부리거나 휠 수 있는 특성 또한 필요로 하게 될 것으로 예상되고 있다. 특히, 투명 디스플레이의 경우 텔레비젼, 모니터, 차량용 디스플레이, 전방 상향 시연기(HUD: Head Up Display) 시스템 등에 적용될 경우 그 파급효과가 엄청난 기술로 최근에 들어 주목받기 시작하였다.
여기서, 투명 디스플레이는 투명장치 분야에서 소비자 전자제품, 수송, 산업 및 군사용으로도 이용될 수 있으며, 특히 자동차 방풍유리에 적용될 경우에는 시각적 정보를 전달하며 어떤 형태의 유리도 전자장치로 짝을 지을 수 있어 보안 시스템 등을 향상시킬 수 있다. 또한, 자동차 앞 유리에 계기판과 네비게이터를 쉽게 장착 할 수 있으며, 수족관 또는 쇼 윈도우를 디스플레이로 활용할 수 있다. 군사적으로는 군인의 시야 바로 앞에 타깃과 지시사항 등이 표시되는 군사용 고글 등으로 활용할 수 있다.
그러나, 현재 디스플레이 기술을 통해 투명 디스플레이를 구현하기에는 많은 어려움이 있다. 액정 디스플레이(LCD: Liquid Crystal Display)는 빛이 공급되어 외부로 방출될 때, 액정 물질의 배열을 변환시켜 특정한 화상이 표현되도록 하는 것으로, LCD는 현재 제조 기술이 안정화 되고, 대형화 실현이 가능하며, 신뢰성이 확보되어 상업적 디스플레이로서 손색이 없는 등, 기존의 기술은 충분히 성숙하였다고 볼 수 있다.
그러나, 백라이트 장치(Back light apparatus)와 칼라필터와 같은 주요 구성 부품들 때문에 투명한 디스플레이를 구현하는 데에는 많은 어려움이 있는 것이 현 실정이다.
여기서, 백라이트 장치는 광원의 위치에 따라 직하 방식(direct light type)과 도광 플레이트 방식(light guide type)으로 구분된다. 직하 방식은 광 출사면 바로 아래에 광원을 두어 면발광이 가능하도록 하는 방식으로 도광 플레이트 방식에 비해 여러 개의 광원을 배치하여 휘도를 높일 수 있고, 발광면을 넓게 할 수 있는 장점이 있지만, 면발 광원이 투명한 디스플레이를 구현하는 데 있어 큰 문제가 된다. 그리고, 도광 플레이트 방식은 광선을 광 출사면 쪽으로 안내하기 위한 도광 플레이트를 사용하며, 광원은 도광 플레이트의 측면에 배치시킨 방식으로, 발광면 전체에 휘도를 균일하게 분포시키기 위해 광학적 패턴을 형성하고, 확산 시트를 탑재시키는데 형성된 광학적 패턴은 투과광의 왜곡을 일으켜 투명 디스플레이로 이용하는 것을 어렵게 만들고, 또한 확산 시트는 빛을 산란시키기 때문에 도광 플레이트의 투명성을 크게 저해함으로 투명한 디스플레이로의 발전을 저해하는 가장 큰 요인이 된다.
또한, LCD의 컬러필터는 투과율이 25%이하로 효율이 낮기 때문에, 투명성을 확보하는데 어려움이 있다. 컬러필터의 경우 전착법(electrodeposition), 인쇄법(printing), 염색법(photopolymer pattern의 염색법), 안료분산법(안료를 분산한 photopolymer를 이용한 photolithography법) 등의 공법이 있으나, 전착법은 전극 주변 형상의 불균일성 때문에 화소의 균일 배열과 기판 대형화에 결정적 문제점이 있으며, 인쇄법도 액정 셀(cell)에 대한 정밀한 위치의 정렬(alignment)이 어렵고, 패턴 형성의 부정확성과 막의 박형화, 해상도 향상, 기판 대형화에 부적합하여 거의 사용되지 않게 되었다. 염색법은 패턴 형성의 정밀성(고해상도), 높은 광 투과율, 고 색순도 등의 장점을 가지나, 염료의 색깔이 바래지거나 증발하는 데 기인하는 내열성, 내광성, 내약품성이 떨어지는 문제점을 안고 있다. 안료 분산법은 이러한 문제점이 없어 기존의 공법 중에는 가장 적합한 것으로 나타나 최근 컬러필터 제조에는 거의 안료분산법을 사용하고 있지만, 여전히 백라이트에서 발생한 빛이 대부분 흡수되거나 반사되어버려 낮은 광 이용 효율(optical efficiency)의 주요 원인이 되고 있고, 투명화시키는 데에 큰 걸림돌이 되고 있다.
본 발명은 디스플레이 장치가 광학적으로 투과 가능하도록 하여, 비 작동 시에는 디스플레이 장치 후면의 배경이 디스플레이 장치를 투과하여 전면에서도 관찰 할 수 있도록 하고, 작동 시에는 후면의 배경을 완전히 차단하거나, 또는 영상 표시가 되는 부분만 차단하고 다른 부분에는 배경을 투과시켜 이면의 배경과 영상모니터의 영상을 동시에 결상하여 공간에서 영상이 현출하는 것과 같은 효과를 얻을 수 있는 시-스루 디스플레이(See-Through Display) 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 프로젝터 아닌 영상모니터의 영상을 공중에 현출하는 방법으로서, 프로젝션 방식이 가지는 화상 왜곡, 긴 초점 거리를 갖는 광학계와 고휘도를 갖는 조명계 등에 요구되는 복잡성, 이중상 (ghost) 등의 문제가 없는 시-스루 디스플레이(See-Through Display) 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
그리고, 본 발명은 자연광과 광원을 동시에 이용하거나 선택적으로 이용하기 때문에 전력 소모가 기존에 사용되는 영상 표시 장치에 비해서 에너지 절감 및 박형화 구현이 가능한 시-스루 디스플레이(See-Through Display) 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 외부의 자연광이 수광되지 않은 시간 및 공간에서 휘도 레벨이 낮기 때문에 사용자가 영상 표시 장치에 표현된 화상을 선명하게 관찰하기 어려울 경우에도, 광원을 통해 화상을 식별가능하게 해주며, 광원이 동작하는 모드에 서 여전히 후면의 배경을 전면으로 투과해 줄 수 있는 시-스루 디스플레이(See-Through Display) 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명의 제1 실시 예에 따른 시-스루 디스플레이 장치는, 공간 내부에 액정이 채워진 액정플레이트; 상기 액정플레이트의 상부 및 하부표면상에 적층되고, 상기 액정의 초기 정렬상태를 조절하는 제1 배향 플레이트 및 제2 배향 플레이트; 상기 제1 배향 플레이트의 상부표면 및 상기 제2 배향 플레이트의 하부 표면상에 적층되고, 각 내부 표면상에 전도성 물질을 포함하는 제1 전도성 플레이트 및 제2 전도성 플레이트; 상기 제1 전도성 플레이트의 상부표면 및 상기 제2 전도성 플레이트의 하부표면상에 적층되는 제1 투명 플레이트 및 제2 투명 플레이트; 상기 제1 투명 플레이트의 상부표면 및 상기 제2 투명플레이트의 하부표면상에 각각 적층된 제1 편광 플레이트 및 제2 편광 플레이트;　상기 제2 편광 플레이트의 하부의 일측면에 위치된 광원; 및 상기 광원으로부터 입사된 광을 전반사시켜 상부로 출광시키는 투명한 도광 플레이트를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 시-스루 디스플레이 장치를 투과상태 또는 흡수상태로 전환하는 패널 전환장치를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 제 1 편광 플레이트의 편광축은 상기 제 2 편광 플레이트의 편광축과 직교하도록 적층되는 것이 바람직하다.
상기 제1 편광 플레이트 및 상기 제2 편광 플레이트는 이오딘(iodine) 또는 염료-착색 지향성 폴리비닐알콜(Polyvinyl Alcohol)에 기초한 2색성 편광 플레이트인 것이 바람직하다.
상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트는 광학적으로 투명하고, 낮은 복굴절을 가지는 유리 또는 플라스틱으로 구성되는 것이 바람직하다.
상기 액정 플레이트는 80°에서 90°사이의 회전각을 갖는 비틀린 네마틱 액정(TN) 표시장치 또는 180°에서 270°사이의 회전각을 가지며, 고분자 필름을 일축연신시켜 특정의 위상차를 가지도록 하는 광학 보상 필름을 탑재한 FSTN(Film Compensated STN) 표시장치를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제1 전도성 플레이트 및 상기 제2 전도성 플레이트는 상기 액정 플레이트의 픽셀을 구성하기 위해 각 평판의 내부 표면에 얇은 어드레서블 전극 매트릭스를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 패널 전환 장치는, 상기 액정 플레이트 내부의 액정에 전압을 인가하기 위해 상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트의 내부 표면상의 전도성 물질에 연결된 것이 바람직하다.
상기 도광 플레이트는, 측면에서 입사되는 빛을 수직에 근접하는 각도로 굴절시켜 액정 플레이트로 진행시키기 위한 광 경로 변경수단을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 광 경로 변경수단은, 상기 도광 플레이트의 상부 또는 하부 표면에 빛의 굴절 및 전방으로 방출되는 방향성을 부여하기 위해 다수의 패턴을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 다수의 패턴들은 도광 플레이트의 하부 표면으로 입사하여 상기 도광 플레이트를 투과하여 상기 도광 플레이트 상부 표면으로 출광하는 빛의 굴절을 최소화하기 위해 성기게 형성되는 것이 바람직하다.
상기 도광 플레이트는 고분자 수지재질로 빛 투시도가 우수하고 내구력 등이 우수한 폴리메틸메타크릴레이트 (PolyMethyl MethcrylAte; PMMA), 폴리카보네이트 (PolyCarbonate; PC), 및 폴리디메틸실로세인 (PolydDiMethylSiloxane; PDMS) 중 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 광원은, 냉음극 형광램프(CCFL: cold cathode fluorescent lamp)와 반사체를 결합한 구성 또는 발광다이오드(LED: light emitting diode)인 것이 바람직하다.
상기 광원은 상기 도광 플레이트의 타측면들 중 적어도 하나의 면에 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 시-스루 디스플레이 장치는, 공간 내부에 액정이 채워진 액정플레이트; 상기 액정플레이트의 상부 및 하부표면상에 적층되고, 상기 액정의 초기 정렬상태를 조절하는 제1 배향 플레이트 및 제2 배향 플레이트; 상기 제1 배향 플레이트의 상부표면 및 상기 제2 배향 플레이트의 하부 표면상에 적층되고, 각 내부 표면상에 전도성 물질을 포함하는 제1 전도성 플레이트 및 제2 전도성 플레이트; 상기 제1 전도성 플레이트의 상부표면 및 상기 제2 전도성 플레이트의 하부표면상에 적층되는 제1 투명 플레이트 및 제2 투명 플레이트; 상기 제1 투명 플레이트의 상부표면 및 상기 제2 투명플레이트의 하부표면상에 각각 적 층된 제1 편광 플레이트 및 제2 편광 플레이트;　상기 제1 편광 플레이트의 상부의 일측면에 위치된 광원; 및 상기 광원으로부터 입사된 광을 전반사시켜 하부로 출광시키는 투명한 도광 플레이트를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 시-스루 디스플레이 장치를 투과상태 또는 흡수상태로 전환하는 패널 전환장치를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 제 1 편광 플레이트의 편광축은 상기 제 2 편광 플레이트의 반사축과 평행하도록 적층되는 것이 바람직하다.
상기 제1 편광 플레이트는 이오딘(iodine) 또는 염료-착색 지향성 폴리비닐알콜(Polyvinyl Alcohol)에 기초한 2색성 편광 플레이트인 것이 바람직하다.
상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트는 광학적으로 투명하고, 낮은 복굴절을 가지는 유리 또는 플라스틱으로 구성되는 것이 바람직하다.
상기 액정 플레이트는 80°에서 90°사이의 회전각을 갖는 비틀린 네마틱 액정(TN) 표시 장치 또는 180°에서 270°사이의 회전각을 가지며, 고분자 필름을 일축연신시켜 특정의 위상차를 가지도록하는 광학 보상 필름을 탑재한 FSTN(Film Compensated STN) 표시장치를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제1 전도성 플레이트 및 상기 제2 전도성 플레이트는 내부 표면상에 투명한 전도성 물질을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제 2 편광 플레이트는 상기 제2 편광 플레이트의 편광축 방향에 평행인 편광 상태를 갖는 광을 투과하고, 수직인 편광 상태를 갖는 광을 반사하는 것이 바람직하다.
상기 제1 전도성 플레이트 및 상기 제2 전도성 플레이트는 상기 액정 플레이트의 픽셀을 구성하기 위해 각 평판의 내부 표면에 얇은 어드레서블 전극 매트릭스를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 패널 전환 장치는, 상기 액정 플레이트 내부의 액정에 전압을 인가하기 위해 상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트의 내부 표면상의 전도성 물질에 연결된 것이 바람직하다.
상기 도광 플레이트는, 측면에서 입사되는 빛을 수직에 근접하는 각도로 굴절시켜 액정 플레이트로 진행시키기 위한 광 경로 변경수단을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 광 경로 변경수단은, 상기 도광 플레이트의 상부 또는 하부 표면에 빛의 굴절 및 전방으로 방출되는 방향성을 부여하기 위해 다수의 패턴을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 다수의 패턴들은 도광 플레이트의 하부 표면으로 입사하여 상기 도광 플레이트를 투과하여 상기 도광 플레이트 상부 표면으로 출광하는 빛의 굴절을 최소화하기 위해 성기게 형성되는 것이 바람직하다.
상기 도광 플레이트는 고분자 수지재질로 빛 투시도가 우수하고 내구력 등이 우수한 폴리메틸메타크릴레이트 (PolyMethyl MethcrylAte; PMMA), 폴리카보네이트 (PolyCarbonate; PC), 및 폴리디메틸실로세인 (PolydDiMethylSiloxane; PDMS) 중 적어도 하나를 포함하는 광학적 투명체로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 광원은 냉음극 형광램프(CCFL: cold cathode fluorescent lamp)와 반사 체를 결합한 구성 또는 발광다이오드(LED: light emitting diode)인 것이 바람직하다.
상기 광원은 상기 도광 플레이트의 타측면들 중 적어도 하나의 면에 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 시-스루 디스플레이 장치는 광학적으로 투명한 표시장치와 광원이 측면에 위치한 투명한 도광 플레이트를 구비함으로써, 비 동작시에도 광학적으로 투명한 디스플레이 장치를 구현할 수 있다.
또한, 휘도레벨이 낮아 사용자가 영상 표시 장치에 표현된 화상을 선명하게 관찰하기 어려울 경우에도, 광원을 통해 화상을 식별가능하게 해줄 수 있다.
그리고, 광원이 동작하는 모드에서 여전히 후면의 배경을 전면으로 투과해 줄 수 있도록 하여, 쇼윈도, 창문 등의 투명한 유리 및 플라스틱 창에 설치되어 주 및 야간, 디스플레이의 활성 및 비활성 상태와 관계없이 지속적으로 투명한 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 제 1 실시 예에 따른 투과형 시-스루 디스플레이 장치에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 투과형 시-스루 디스플레이 장치의 구 조를 도시한 단면도, 도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 시-스루 디스플레이 장치의 투명한 도광 플레이트의 구조를 설명하기 위한 도면, 도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 시-스루 디스플레이 장치의 투명한 도광 플레이트의 구조를 설명하기 위한 도면, 도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 시-스루 디스플레이 장치의 투명한 도광 플레이트의 구조를 설명하기 위한 도면, 도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 시-스루 디스플레이 장치가 투과상태에 있을 때의 동작을 설명하기 위한 도면, 도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 시-스루 디스플레이 장치가 차단상태에 있을 때의 동작을 설명하기 위한 도면, 도 7은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 픽셀화된 투과형 시-스루 디스플레이 장치의 디스플레이 상태를 설명하기 위한 도면, 도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 픽셀화된 투과형 시-스루 디스플레이 장치의 디스플레이 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 투과형 시-스루 디스플레이 장치의 구조를 도시한 단면도이다.
도 1에 나타난 바와 같이, 투과형 시-스루 디스플레이 장치(100)는 투명광학표시장치(109)를 포함한다. 투명광학표시장치(109)는 한 쌍의 제1 및 제2 투명 플레이트(102, 108)를 포함하며, 서로 일정한 간격을 가지고 배치된다.
제1 및 제2 투명 플레이트(102,108)의 내부 표면상에 위치하는 투명한 제1 및 제2 전도성 플레이트(103, 107)는 내부의 액정(105)에 전압을 인가하기 위한 것으로, 장치 외부의 패널전환장치(미도시)와 연결되는 것이 바람직하다. 또한, 투명 한 제1 및 제2 전도성 플레이트(103, 107)는 광학적으로 투명하고, 낮은 복굴절을 가지는 유리 또는 플라스틱으로 구성되는 것이 바람직하다. 그리고, 표시 장치의 픽셀화를 위하여 얇은 어드레서블 전극 매트릭스로 구현될 수 있고, 외부의 패널전환장치에 의해 내부 액정(105)의 꼬임을 조절하여 명암을 조절할 수 있다.
투명한 전도성 물질의 내부 표면상에 위치하는 제1 및 제2 배향플레이트(104, 106)는 내부 액정(105)의 초기 정렬 상태를 결정짓는다. 이에 따른 액정(105)의 배열 상태는 상단의 제1 배향 플레이트(104)와 접하는 부분과 하단의 제2 배향 플레이트(106)와 접하는 부분의 정렬이 각각 화살표시1(114)과 화살표시2(113)와 같은 방향으로 정렬되고, 내부 액정(105)은 전계가 인가되지 않았을 때 약 90°비틀어져 있는 네마틱 액정(TN) 표시장치 또는 180°에서 270°사이의 비틀림을 가지며 광학 보상 필름을 탑재한 FSTN(Film Super TN) 표시장치를 사용한다.
여기서, 비틀린 네마틱 액정(Twisted Nematic)은 상하 기판 사이의 액정 분자가 약 90°비틀어져 있는 방식이다. 한편, 네마틱 액정(TN)이 약 90°정도 틀어 배향되는데 반해, STN(Super Twisted Nematic)은 180°~ 270°틀어서 배향시킴으로써 급격히 빛의 투과율이 변하는 것을 이용하는 방식이다. 그리고, FSTN(Film Compensated Super Twisted Nematic)은 기존 STN 방식에 필름을 추가하여, STN의 결점인 ON/OFF 표시 색이 황록색 및 짙은 감색인 것을 광학 필름으로 보완하여 줌으로써, 백색 및 흑색 표현을 가능하게 한 방식이다.
투명광학표시장치(109)의 외부 표면상에 위치하는 제1 편광 플레이트(101)와 제2 편광 플레이트(110)는 외부에서 들어오는 편광되지 않은 빛을 편광하여 편광축 과 평행한 성분만 통과시키고, 직교하는 성분은 흡수하는 역할을 한다. 제1 편광 플레이트(101)와 제2 편광 플레이트(110)의 편광축 방향은 화살표시1(114)과 화살표시2(113)의 방향으로써, 서로 직교하도록 배열된다.
여기서, 제1 편광 플레이트(101) 및 제2 편광 플레이트(110)는 이오딘(iodine) 또는 염료-착색 지향성 폴리비닐알콜(Polyvinyl Alcohol)에 기초한 2색성 편광 플레이트와 같은 형태가 될 수 있다.
투명한 도광 플레이트(111)는 제2 편광 플레이트(110) 하단에 위치되며, 광원(112)은 도광 플레이트의 일 측면에 위치한다. 광원(112)에서 출광된 빛은 투명한 도광 플레이트(111)에 입사된 후, 도광 플레이트에 형성된 다수의 패턴(미도시)에 의해 수직에 근접하는 각도로 굴절되어 투명광학표시장치(109)로 입사하게 된다.
여기서, 도광 플레이트(111)는 광학적 투명체로 구성되나, 더욱 구체적으로 설명하자면, 고분자 수지재질로 빛 투시도가 우수하고 내구력 등이 우수한 폴리메틸메타크릴레이트 (PolyMethyl MethcrylAte; PMMA), 폴리카보네이트 (PolyCarbonate; PC), 및 폴리디메틸실로세인 (PolydDiMethylSiloxane; PDMS) 중 적어도 하나를 포함하는 광학적 투명체로 형성될 수 있다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 시-스루 디스플레이 장치의 투명한 도광 플레이트의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 투명한 도광 플레이트(200)의 일 측면에 광 원(201)이 배치되고, 도광 플레이트(200)의 상부표면에 투명한 다수의 패턴(202)이 형성된다. 광원(201)에서 나온 광선은 도광 플레이트(200) 내부에서 전반사하고, 진행하다 형성된 패턴(202)을 통해 수직에 근접하는 각도로 굴절되어 나오는 광선(203)이 된다. 도광 플레이트(200) 후면의 배경광은 투명한 도광 플레이트(200)을 투과한 후, 패턴(202)의 평평한 상면을 통해 수직으로 투과하는 광선(204)이 되거나, 도광 플레이트(200)의 패턴이 형성되지 않은 부분을 통해 수직으로 투과하는 광선(205)이 되거나, 패턴의 가장자리를 통해 굴절되어 비스듬하게 투과하는 광선(206)이 된다. 굴절된 광선(206)은 배경광 왜곡의 원인이 되므로, 패턴(202)의 분포를 성기게 함으로써 배경광의 왜곡을 줄일 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 시-스루 디스플레이 장치의 투명한 도광판의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 3에 나타난 바와 같이, 투명한 도광 플레이트(300)의 일 측면에 광원(301)이 배치되고, 도광 플레이트(300)의 상부표면에 함몰된 구조(302)들이 형성된다. 광원(301)에서 나온 광선은 도광 플레이트(300) 내부에서 전반사하고, 진행하다 형성된 함몰된 구조(302)를 통해 수직에 근접하는 각도로 굴절되어 나오는 광선(303)이 된다. 도광 플레이트(300) 후면의 배경광은 투명한 도광 플레이트(300)를 투과한 후, 함몰된 구조(302)의 평평한 면을 통해 수직으로 투과하는 광선(305)이 되거나, 도광 플레이트(300)의 패턴이 형성되지 않은 부분을 통해 수직으로 투과하는 광선(304)이 되거나, 패턴의 가장자리를 통해 굴절되어 비스듬하게 투과하 는 광선(306)이 된다. 굴절된 광선(306)은 배경광 왜곡의 원인이 되므로, 함몰된 구조(302)의 분포를 성기게 함으로써 배경광의 왜곡을 줄일 수 있다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 시-스루 디스플레이 장치의 투명한 도광판의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4에 나타난 바와 같이, 투명한 도광 플레이트(400)의 일 측면에 광원(401)이 배치되고, 도광 플레이트(400)의 상면에 투명한 다수의 패턴(402)이 형성된다. 광원(401)에서 나온 광선은 도광 플레이트(400) 내부에서 전반사하고, 진행하다 형성된 패턴(402)을 통해 수직에 근접하는 각도로 굴절되어 나오는 광선(403)이 된다. 도광 플레이트(400) 후면의 배경광은 투명한 도광 플레이트(400)를 투과한 후, 패턴(402)의 평평한 상면을 통해 수직으로 투과하는 광선(404)이 되거나, 도광 플레이트(400)의 패턴이 형성되지 않은 부분을 통해 수직으로 투과하는 광선(405)이 되거나, 패턴의 가장자리를 통해 굴절되어 비스듬하게 투과하는 광선(406)이 된다. 굴절된 광선(406)은 배경광 왜곡의 원인이 되므로, 패턴(402)의 분포를 성기게 함으로써 배경광의 왜곡을 줄일 수 있다.
도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 시-스루 디스플레이 장치가 투과상태에 있을 때의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5에 나타난 바와 같이, 디스플레이 장치(500)가 투과 상태에 있을 때, 장치 후면에서 입사하는 배경 광(508)은 편광되지 않은 빛으로서, 광학적으로 투명한 도광 플레이트(504)를 통과한 후에도 편광되지 않은 빛(509)으로 유지된다. 도광 플레이트를 통과한 빛(509)은 제2편광 플레이트(503)를 투과하면서 편광축(506)과 평행한 편광 성분만 통과하고, 편광축에 직교하는 성분은 흡수된다. 한편 액정 플레이트(502)는 약 90°비틀어져 있는 네마틱 액정(TN) 또는 180°에서 270°사이의 회전각을 가지며, 고분자 필름을 일축 연신시켜 특정의 위상차를 가지도록 하는 광학 보상 필름을 탑재한 FSTN(Film Super TN) 표시장치를 포함하는 것이 바람직하다.
이때 액정(502)에는 전계가 인가되지 않은 상태이고, 액정(502)은 초기 정렬 상태인 약 90°꼬여있는 상태이다.
따라서, 액정(502) 내부를 진행하는 광선(510)은 편광 방향이 약 90°전환된다. 광선(510)이 제 1 편광 플레이트(501)를 투과할 때, 편광 성분이 제1편광 플레이트(501)의 편광축(507)과 같기 때문에 흡수 없이 투과하여 장치 전면으로 출광(511)된다.
투명한 도광 플레이트(504)의 일 측면에 마련된 광원(505)에서 출광된 빛(미도시)은 도광 플레이트(504)에 입사된 후, 도광 플레이트에서 수직에 근접하는 각도로 굴절되어 제2편광 플레이트(503)로 입사하는 편광되지 않은 광선(512)이 된다. 광선(512)이 제2편광 플레이트(503)로 투과하면서 편광축(506)과 평행한 편광 성분만 통과하고, 편광축에 직교하는 성분은 흡수된다. 액정(502) 내부를 진행하는 광선(513)은 편광 방향이 약 90° 전환된다. 광선(513)이 제1편광 플레이트(501)을 투과할 때, 편광 성분이 제1편광 플레이트(501)의 편광축(507)과 같기 때문에 흡수 없이 투과하여 장치 전면으로 출광(514)된다.
도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 시-스루 디스플레이 장치가 차단상태에 있을 때의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6에 나타난 바와 같이, 디스플레이 장치(600)가 차단 상태에 있을 때, 장치 후면에서 입사하는 배경 광(608)은 편광되지 않은 빛으로서, 광학적으로 투명한 도광 플레이트(605)를 통과한 후에도 편광되지 않은 빛(609)으로 유지된다. 도광 플레이트를 통과한 빛(609)은 제2편광 플레이트(603)를 투과하면서 편광축(606)과 평행한 편광 성분만 통과하고, 편광축에 직교하는 성분은 흡수된다. 이때 액정(602)에는 전계가 인가된 상태이고, 액정(602)은 초기 정렬 상태인 약 90°꼬여있는 상태에서 꼬임이 풀린 상태로 전환된다. 따라서, 액정(602) 내부를 진행하는 광선(610)은 편광 방향이 유지되어 진행한다. 광선(610)이 제1편광 플레이트(601)를 투과할 때, 편광 성분이 제1편광 플레이트(601)의 편광축(607)과 직교하기 때문에, 흡수되고 장치 전면으로 출광되는 빛은 없다.
투명한 도광 플레이트(605)의 일 측면에 마련된 광원(604)에서 출광된 빛(미도시)은 도광 플레이트(605)에 입사된 후, 도광 플레이트에서 수직에 근접하는 각도로 굴절되어 제2편광 플레이트(603)로 입사하는 편광되지 않은 광선(611)이 된다. 광선(611)이 제2편광 플레이트(603)로 투과하면서 편광축(606)과 평행한 편광 성분만 통과하고, 편광축에 직교하는 성분은 흡수된다. 액정(602) 내부를 진행하는 광선(612)은 편광 방향이 유지되어 진행한다. 광선(612)이 제1편광 플레이트(601) 을 투과할 때, 편광 성분이 제1편광 플레이트(601)의 편광축(607)과 직교하기 때문에, 흡수되고 장치 전면으로 출광되는 빛은 없다.
도 7은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 픽셀화된 투과형 시-스루 디스플레이 장치의 디스플레이 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 7에 나타난 바와 같이, 픽셀화된 투과형 시-스루 디스플레이 장치(700)가 디스플레이 상태일 때, 제1 및 제2 전도성 플레이트(103,107)에 의한 전압 어드레싱으로 디스플레이 장치(700)는 투과 상태인 픽셀 들(701)과 차단 상태인 픽셀들(702)로 구분되어 진다. 투과 상태인 픽셀 들(701)은 입사하는 빛을 투과시키기 때문에, 광선(704)은 디스플레이 장치(700)를 통과하여 사용자의 눈까지 도달하게 된다. 차단 상태인 픽셀 들(702)은 입사하는 빛을 차단하기 때문에, 광선(703)은 디스플레이 장치(700)에서 흡수되어 사용자의 눈에 도달하지 못한다. 이에 따라 사용자는 투과 상태인 픽셀 들(701)에 의해 투명한 도광 플레이트의 광원(미도시)에 의한 밝은 빛과 후방 배경을 보는 동시에, 차단 상태인 픽셀 들(702)에 의해 표현되는 숫자‘1’을 관찰한다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 픽셀화된 투과형 시-스루 디스플레이 장치의 디스플레이 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 8에 나타난 바와 같이, 픽셀화된 투과형 시-스루 디스플레이 장치(800)가 디스플레이 상태일 때, 제1 및 제2 전도성 플레이트(103,107)에 의한 전압 어드레 싱으로 디스플레이 장치(800)는 투과 상태인 픽셀 들(802)과 차단 상태인 픽셀들(801)로 구분되어 진다. 투과 상태인 픽셀 들(802)은 입사하는 빛을 투과시키기 때문에, 광선(803)은 장치(800)를 통과하여 사용자의 눈까지 도달하게 된다. 차단 상태인 픽셀들(801)은 입사하는 빛을 차단하기 때문에, 광선(804)은 디스플레이 장치(800)에서 흡수되어 사용자의 눈에 도달하지 못한다. 이에 따라 사용자는 차단 상태인 픽셀 들(801)에 의한 검은 배경에 투과 상태인 픽셀들(802)에 의해 투명한 도광 플레이트의 광원(미도시)에 의한 밝은 빛과 후방의 배경이 보이는 숫자 ‘1’을 관찰한다.
한편, 제1 전도성 플레이트(103) 및 제2 전도성 플레이트(107)는 액정 플레이트(502)의 픽셀을 구성하기 위해 각 평판의 내부 표면에 얇은 어드레서블 전극 매트릭스(미도시)를 포함한다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 제2실시 예에 따른 반사형 시-스루 디스플레이 장치에 대해 설명하기로 한다.
도 9는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 반사형 시-스루 디스플레이장치의 구조를 도시한 단면도, 도 10은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 시-스루 디스플레이 장치가 투과상태에 있을 때의 동작을 설명하기 위한 도면, 도 11은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 시-스루 디스플레이 장치가 차단상태에 있을 때의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 반사형 시-스루 디스플레이장치의 구 조를 도시한 단면도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 반사형 시-스루 디스플레이 장치(900)는 투명광학표시장치(911)를 포함한다.
투명광학표시장치(911)는 한 쌍의 제1 및 제2 투명 플레이트(904,910)를 포함하며, 서로 일정한 간격을 가지고 배치된다.
제1 및 제2 투명 플레이트 (904,910)의 내부 표면상에 위치하는 투명한 제1 및 제2 전도성 플레이트(905,909)는 내부의 액정(907)에 전압을 인가하기 위한 것으로, 장치 외부의 패널전환장치(미도시)와 연결되는 것이 바람직하다. 투명한 제1 및 제2 전도성 플레이트(905,909)는 표시 장치의 픽셀화를 위하여 얇은 어드레서블 전극 매트릭스로 구현될 수 있고, 외부의 패널전환장치에 의해 내부 액정(907)의 꼬임을 조절하여 명암을 조절할 수 있다.
투명한 제1 및 제2 전도성 플레이트의 내부 표면상에 위치하는 제1 및 제2 배향 플레이트(906, 908)는 내부 액정(907)의 초기 정렬 상태를 결정짓는다. 이에 따른 액정(907)의 배열 상태는 상단의 제1 배향 플레이트(906)와 접하는 부분과 하단의 제2 배향 플레이트(908)와 접하는 부분의 정렬이 각각 화살표시3(914)과 화살표시4(913)와 같은 방향으로 정렬되는 것이 바람직하고, 내부 액정(907)은 전계가 인가되지 않았을 때 약 90°비틀어져 있는 네마틱 액정(TN) 또는 180°에서 270°사이의 비틀림을 가지며 광학 보상 필름을 탑재한 FSTN(Film Super TN) 표시장치를 사용하는 것이 바람직하다.
투명광학표시장치(911)의 상면에 위치하는 제1편광 플레이트(903)는 외부에 서 들어오는 편광되지 않은 빛을 편광하여 편광축과 평행한 성분만 통과시키고, 직교하는 성분은 흡수하는 역할을 한다. 디스플레이 장치(900)의 하면에 위치하는 제2편광 플레이트(912)는 외부에서 들어오는 편광되지 않은 빛을 편광하여 편광축과 평행한 성분만 통과시키고, 직교하는 성분은 반사하는 역할을 한다. 제1편광 플레이트(903)와 제2편광 플레이트(912)의 편광축 방향은 화살표시3(914)과 화살표시4(913)의 방향으로, 직교하도록 배열하는 것이 바람직하다.
투명한 도광 플레이트(902)는 제1편광 플레이트(903) 상단에 위치되며, 광원(901)은 도광 플레이트의 일 측면에 위치하는 것이 바람직하다. 광원(901)에서 출광된 빛은 투명한 도광 플레이트(902)에 입사된 후, 도광 플레이트에 형성된 다수의 패턴(미도시)에 의해 수직에 근접하는 각도로 굴절되어 투명광학표시장치(911)로 입사하게 된다.
도 10은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 시-스루 디스플레이 장치가 투과상태에 있을 때의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 디스플레이 장치(1000)가 투과 상태에 있을 때, 장치 후면에서 입사하는 배경 광(1008)은 편광되지 않은 빛으로서, 제2편광 플레이트(1005)를 투과하면서 편광축(1006)과 평행한 편광 성분만 통과하고, 편광축에 직교하는 성분은 반사된다. 이때 액정(1004)에는 전계가 인가되지 않은 상태이고, 액정(1004)은 초기정렬상태인 약 90°꼬여 있는 상태이다. 따라서 액정(1004) 내부를 진행하는 광선(1009)은 편광 방향이 약 90°전환된다. 광선(1009)이 제1편광 플레 이트(1003)를 투과할 때, 편광 성분이 제1편광 플레이트(1003)의 편광축(1007)과 같기 때문에 흡수 없이 투과한다. 투과된 광선(1010)은 투명한 도광 플레이트(1002)로 입사하고, 광학적으로 투명한 도광 플레이트(1002)를 통과한 후에 디스플레이 장치(1000) 전면으로 출광(1011) 된다.
투명한 도광 플레이트(1002)의 일 측면에 마련된 광원(1001)에서 출광된 빛(미도시)은 도광 플레이트(1002)에 입사된 후, 도광 플레이트에서 수직에 근접하는 각도로 굴절되어 제1편광 플레이트(1003)로 입사하는 편광되지 않은 광선(1012)이 된다. 광선(1012)이 제1편광 플레이트(1003)로 투과하면서 편광축(1007)과 평행한 편광 성분만 통과하고, 편광축에 직교하는 성분은 흡수된다. 액정(1004) 내부를 진행하는 광선(1013)은 편광 방향이 약 90° 전환된다. 광선(1013)이 제2편광 플레이트(1005)를 투과할 때, 편광 성분이 제2편광 플레이트(1005)의 편광축(1006)과 같기 때문에 반사 없이 투과하여 디스플레이 장치 후면으로 출광(1014)된다. 장치 후면으로 출광된 빛(1014)은 장치 후면의 배경(미도시)을 조명하는 역할을 하게 되어, 휘도레벨이 낮은 시간/공간에서 사용자가 디스플레이 장치(1000)를 통해 후면의 배경을 계속 관찰할 수 있도록 한다.
도 11은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 시-스루 디스플레이 장치가 차단상태에 있을 때의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 11에 나타난 바와 같이, 장치(1100)가 차단 상태에 있을 때, 장치 후면에서 입사하는 배경 광(1108)은 편광되지 않은 빛으로서, 제2편광 플레이트(1105)를 투과하면서 편광축(1106)과 평행한 편광 성분만 통과하고, 편광축에 직교하는 성분은 반사된다. 이때 액정(1104)에는 전계가 인가된 상태이고, 액정(1104)은 초기 정렬 상태인 약 90°꼬여있는 상태에서 꼬임이 풀린 상태로 전환된다. 따라서, 액정(1104) 내부를 진행하는 광선(1109)은 편광 방향이 유지되어 진행한다. 광선(1109)이 제1편광 플레이트(1103)를 투과할 때, 편광 성분이 제1편광 플레이트(1103)의 편광축(1107)과 직교하기 때문에 흡수되고 장치 전면으로 출광되는 빛은 없다.
투명한 도광 플레이트(1102)의 일 측면에 마련된 광원(1101)에서 출광된 빛(미도시)은 도광 플레이트(1102)에 입사된 후, 도광 플레이트에서 수직에 근접하는 각도로 굴절되어 제1편광 플레이트(1103)로 입사하는 편광되지 않은 광선(1110)이 된다. 광선(1110)이 제1편광 플레이트(1103)로 투과하면서 편광축(1107)과 평행한 편광 성분만 통과하고, 편광축에 직교하는 성분은 흡수된다. 액정(1104) 내부를 진행하는 광선(1111)은 편광 방향이 유지되어 진행한다. 광선(1111)이 제2편광 플레이트(1105)에 입사할 때, 편광 성분이 제2편광 플레이트(1105)의 편광축(1106)에 직교하기 때문에 반사되어 제1편광 플레이트(1103)로 다시 입사하게 된다. 제1편광 플레이트(1103)로 입사한 빛(1111)은 편광 성분이 제1편광 플레이트(1103)의 편광축(1107)과 평행하기 때문에 흡수 없이 투과된다. 투과된 광선(1112)은 투명한 도광 플레이트(1102)로 입사하고, 광학적으로 투명한 도광 플레이트(1102)를 통과한 후에 장치(1100) 전면으로 출광(1113) 된다.
한편, 본 발명의 제1 및 제2 실시 예에 있어서의 광원은 도광 플레이트의 타 측면들 중 적어도 하나의 면에 형성될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 자명하게 이해될 수 있을 것이다.
이상에서 보는 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 투과형 시-스루 디스플레이 장치의 구조를 도시한 단면도;
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 시-스루 디스플레이 장치의 투명한 도광판의 구조를 설명하기 위한 도면;
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 시-스루 디스플레이 장치의 투명한 도광판의 구조를 설명하기 위한 도면;
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 시-스루 디스플레이 장치의 투명한 도광판의 구조를 설명하기 위한 도면;
도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 시-스루 디스플레이 장치가 투과상태에 있을 때의 동작을 설명하기 위한 도면;
도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 시-스루 디스플레이 장치가 차단상태에 있을 때의 동작을 설명하기 위한 도면;
도 7은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 픽셀화된 투과형 시-스루 디스플레이 장치의 디스플레이 상태를 설명하기 위한 도면;
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 픽셀화된 투과형 시-스루 디스플레이 장치의 디스플레이 상태를 설명하기 위한 도면;
도 9는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 반사형 시-스루 디스플레이장치의 구조를 도시한 단면도;
도 10은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 시-스루 디스플레이 장치가 투과상태 에 있을 때의 동작을 설명하기 위한 도면;
도 11은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 시-스루 디스플레이 장치가 차단상태에 있을 때의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

Claims (30)

  1. 공간 내부에 액정이 채워진 액정플레이트;
    상기 액정플레이트의 상부 및 하부표면상에 적층되고, 상기 액정의 초기 정렬상태를 조절하는 제1 배향 플레이트 및 제2 배향 플레이트;
    상기 제1 배향 플레이트의 상부표면 및 상기 제2 배향 플레이트의 하부 표면상에 적층되고, 각 내부 표면상에 전도성 물질을 포함하는 제1 전도성 플레이트 및 제2 전도성 플레이트;
    상기 제1 전도성 플레이트의 상부표면 및 상기 제2 전도성 플레이트의 하부표면상에 적층되는 제1 투명 플레이트 및 제2 투명 플레이트;
    상기 제1 투명 플레이트의 상부표면 및 상기 제2 투명플레이트의 하부표면상에 각각 적층된 제1 편광 플레이트 및 제2 편광 플레이트;　
    상기 제2 편광 플레이트의 하부의 일측면에 위치된 광원; 및
    상기 광원으로부터 입사된 광을 전반사시켜 상부로 출광시키는 투명한 도광 플레이트를 포함하여 구성되는 시-스루 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 시-스루 디스플레이 장치를 투과상태 또는 흡수상태로 전환하는 패널 전환장치를 더 포함하여 구성되는 시-스루 디스플레이 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제 1 편광 플레이트의 편광축은 상기 제 2 편광 플레이트의 편광축과 직교하도록 적층되는 시-스루 디스플레이 장치.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 제1 편광 플레이트 및 상기 제2 편광 플레이트는 이오딘(iodine) 또는 염료-착색 지향성 폴리비닐알콜(Polyvinyl Alcohol)에 기초한 2색성 편광 플레이트인 시-스루 디스플레이 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트는 광학적으로 투명하고, 낮은 복굴절을 가지는 유리 또는 플라스틱으로 구성되는 시-스루 디스플레이 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 액정 플레이트는 80°에서 90°사이의 회전각을 갖는 비틀린 네마틱 액정(TN) 표시 장치 또는 180°에서 270°사이의 회전각을 가지며, 고분자 필름을 일축연신시켜 특정의 위상차를 가지도록하는 광학 보상 필름을 탑재한 FSTN(Film Compensated STN) 표시장치를 포함하는 시-스루 디스플레이 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전도성 플레이트 및 상기 제2 전도성 플레이트는 상기 액정 플레이트의 픽셀을 구성하기 위해 각 평판의 내부 표면에 얇은 어드레서블 전극 매트릭스를 포함하는 시-스루 디스플레이 장치.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 패널 전환 장치는,
    상기 액정 플레이트 내부의 액정에 전압을 인가하기 위해 상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트의 내부 표면상의 전도성 물질에 연결된 시-스루 디스플레이 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 도광 플레이트는,
    측면에서 입사되는 빛을 수직에 근접하는 각도로 굴절시켜 액정 플레이트로 진행시키기 위한 광 경로 변경수단을 포함하는 시-스루 디스플레이 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 광 경로 변경수단은,
    상기 도광 플레이트의 상부 또는 하부 표면에 빛의 굴절 및 전방으로 방출되는 방향성을 부여하기 위해 다수의 패턴을 포함하는 시-스루 디스플레이 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 다수의 패턴들은 도광 플레이트의 하부 표면으로 입사하여 상기 도광 플레이트를 투과하여 상기 도광 플레이트 상부 표면으로 출광하는 빛의 굴절을 최소화하기 위해 성기게 형성되는 시-스루 디스플레이 장치.
  12. 제1항 또는 제9항에 있어서,
    상기 도광 플레이트는 고분자 수지재질로 빛 투시도가 우수하고 내구력 등이 우수한 폴리메틸메타크릴레이트 (PolyMethyl MethcrylAte; PMMA), 폴리카보네이트 (PolyCarbonate; PC), 및 폴리디메틸실로세인 (PolydDiMethylSiloxane; PDMS) 중 적어도 하나를 포함하는 광학적 투명체로 형성되는 시-스루 디스플레이 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 광원은,
    냉음극 형광램프(CCFL: cold cathode fluorescent lamp)와 반사체를 결합한 구성 또는 발광다이오드(LED: light emitting diode)인 시-스루 디스플레이 장치.
  14. 제1항 또는 제13항에 있어서,
    상기 광원은 상기 도광 플레이트의 타측면들 중 적어도 하나의 면에 형성되는 시-스루 디스플레이 장치.
  15. 공간 내부에 액정이 채워진 액정플레이트;
    상기 액정플레이트의 상부 및 하부표면상에 적층되고, 상기 액정의 초기 정렬상태를 조절하는 제1 배향 플레이트 및 제2 배향 플레이트;
    상기 제1 배향 플레이트의 상부표면 및 상기 제2 배향 플레이트의 하부 표면상에 적층되고, 각 내부 표면상에 전도성 물질을 포함하는 제1 전도성 플레이트 및 제2 전도성 플레이트;
    상기 제1 전도성 플레이트의 상부표면 및 상기 제2 전도성 플레이트의 하부표면상에 적층되는 제1 투명 플레이트 및 제2 투명 플레이트;
    상기 제1 투명 플레이트의 상부표면 및 상기 제2 투명플레이트의 하부표면상에 각각 적층된 제1 편광 플레이트 및 제2 편광 플레이트;　
    상기 제1 편광 플레이트의 상부의 일측면에 위치된 광원; 및 상기 광원으로부터 입사된 광을 전반사시켜 하부로 출광시키는 투명한 도광 플레이트를 포함하여 구성되는 시-스루 디스플레이 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 시-스루 디스플레이 장치를 투과상태 또는 흡수상태로 전환하는 패널 전환장치를 더 포함하여 구성되는 시-스루 디스플레이 장치.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 제 1 편광 플레이트의 편광축은 상기 제 2 편광 플레이트의 반사축과 평행하도록 적층되는 시-스루 디스플레이 장치.
  18. 제15항 또는 제17항에 있어서,
    상기 제1 편광 플레이트는 이오딘(iodine) 또는 염료-착색 지향성 폴리비닐알콜(Polyvinyl Alcohol)에 기초한 2색성 편광 플레이트인 시-스루 디스플레이 장치.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트는 광학적으로 투명하고, 낮은 복굴절을 가지는 유리 또는 플라스틱으로 구성되는 시-스루 디스플레이 장치.
  20. 제15항에 있어서,
    상기 액정 플레이트는 80°에서 90°사이의 회전각을 갖는 비틀린 네마틱 액정(TN) 표시 장치 또는 180°에서 270°사이의 회전각을 가지며, 고분자 필름을 일축연신시켜 특정의 위상차를 가지도록 하는 광학 보상 필름을 탑재한 FSTN(Film Compensated STN) 표시장치를 포함하는 시-스루 디스플레이 장치.
  21. 제15항에 있어서,
    상기 제1 전도성 플레이트 및 상기 제2 전도성 플레이트는 내부 표면상에 투명한 전도성 물질을 포함하는 시-스루 디스플레이 장치.
  22. 제15항에 있어서,
    상기 제 2 편광 플레이트는 상기 제2 편광 플레이트의 스트레치(stretch) 방향에 직각인 편광 상태를 갖는 광을 투과하고, 평행인 편광 상태를 갖는 광을 반사하는 시-스루 디스플레이 장치.
  23. 제15항에 있어서,
    상기 제1 전도성 플레이트 및 상기 제2 전도성 플레이트는 상기 액정 플레이트의 픽셀을 구성하기 위해 각 평판의 내부 표면에 얇은 어드레서블 전극 매트릭스를 포함하는 시-스루 디스플레이 장치.
  24. 제16항에 있어서,
    상기 패널 전환 장치는,
    상기 액정 플레이트 내부의 액정에 전압을 인가하기 위해 상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트의 내부 표면상의 전도성 물질에 연결된 시-스루 디스플레이 장치.
  25. 제15항에 있어서,
    상기 도광 플레이트는,
    측면에서 입사되는 빛을 수직에 근접하는 각도로 굴절시켜 액정 플레이트로 진행시키기 위한 광 경로 변경수단을 포함하는 시-스루 디스플레이 장치.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 광 경로 변경수단은,
    상기 도광 플레이트의 상부 또는 하부 표면에 빛의 굴절 및 전방으로 방출되는 방향성을 부여하기 위해 다수의 패턴을 포함하는 시-스루 디스플레이 장치.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 다수의 패턴들은 도광 플레이트의 하부 표면으로 입사하여 상기 도광 플레이트를 투과하여 상기 도광 플레이트 상부 표면으로 출광하는 빛의 굴절을 최소화하기 위해 성기게 형성되는 시-스루 디스플레이 장치.
  28. 제15항 또는 제25항에 있어서,
    상기 도광 플레이트는 고분자 수지재질로 빛 투시도가 우수하고 내구력 등이 우수한 폴리메틸메타크릴레이트 (PolyMethyl MethcrylAte; PMMA), 폴리카보네이트 (PolyCarbonate; PC), 및 폴리디메틸실로세인 (PolydDiMethylSiloxane; PDMS) 중 적어도 하나를 포함하는 광학적 투명체로 형성되는 시-스루 디스플레이 장치.
  29. 제15항에 있어서,
    상기 광원은,
    냉음극 형광램프(CCFL: cold cathode fluorescent lamp)와 반사체를 결합한 구성 또는 발광다이오드(LED: light emitting diode)인 시-스루 디스플레이 장치.
  30. 제15항 또는 제30항에 있어서,
    상기 광원은 상기 도광 플레이트의 타측면들 중 적어도 하나의 면에 형성되는 시-스루 디스플레이 장치.
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