KR20180101128A - 가시광선과 적외선 위장용 반사형 표시장치 및 이를 이용하는 능동형 위장장치 - Google Patents

가시광선과 적외선 위장용 반사형 표시장치 및 이를 이용하는 능동형 위장장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일실시예는, 투명한 재질의 상부기판, 상기 상부기판의 하면에 배치되는 투명한 재질의 상부전극층, 상기 상부전극층의 하면에 배치되고, 유체 및 서로 다른 극성으로 대전되고, 전하량 또는 크기가 상이한 복수의 입자를 포함하는 적어도 하나 이상의 단위셀, 상기 단위셀 하부에 배치되고, 상기 상부전극층과 전기장을 형성하여 화소영역을 구획하는 하부전극층, 상기 하부전극층의 하면에 배치되고, 열적외선을 차단하는 금속층 및 상기 금속층의 하면에 배치되는 하부기판을 포함하는 가시광선 및 적외선 위장용 반사형 표시장치 및 이를 이용하는 능동형 위장장치를 제공한다.

Description

가시광선과 적외선 위장용 반사형 표시장치 및 이를 이용하는 능동형 위장장치{Reflective display device for visible light and infrared camouflage and active camouflage device using the same}
본 발명은 가시광선과 적외선 위장용 반사형 표시장치 및 이를 이용하는 능동형 위장장치에 관한 것이다.
군사 장비는 원거리 대치중인 적군으로부터 발각되지 않도록 은닉될 필요성이 있으며, 특히 탱크와 같은 지상전투차량은 전투기로부터 선공격 대상이 될 가능성이 높은 바, 주변환경에 감응되어 식별되지 않도록 위장성을 증대할 필요가 있다.
최근 군(軍)은 군사 장비를 단일 색상으로 형성하지 않고, 얼룩무늬와 같은 위장패턴으로 형성하여, 군사 장비의 위장성을 증대하고 있다. 그러나, 이와 같은 위장패턴은 특정한 색, 특정한 무늬로 도색되는 것인 바, 특정한 환경에서는 위장성이 뛰어날지언정, 이동 등으로 주변환경이 변화된 경우 적군의 시야에 쉽게 노출될 수 있다. 또한, 가시광선 영역에서 위장을 하더라도 근적외선 영역 및 열적외선 영역을 관측할 수 있는 야간용 관측장비에 의해 적군의 시야에 노출될 위험이 있다.
따라서, 가시광선 뿐만 아니라 적외선 영역에서도 위장을 할 필요가 있고, 국내 지형은 계절변화가 뚜렷하여 주변환경이 계절마다 변화하는 바, 군사 장비는 고정된 위장패턴이 아닌, 주변환경에 따라 능동적으로 변화하는 위장패턴을 가질 필요가 있다.
KR 2016-0000378 A
본 발명의 일실시예에 따른 목적은, 유체와 다양한 전하량 또는 크기를 갖는 입자를 포함하는 단위셀에 가하는 전기장의 강도와 방향에 따라 단위셀 자체가 다양한 색상을 표현할 수 있고, 열적외선을 흡수하는 금속 등의 재질로 이루어진 차폐층을 포함하는 가시광선과 적외선 위장용 반사형 표시장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 입자가 근적외선을 반사 또는 흡수하는 안료를 포함하여, 단위셀에 인가되는 전기장의 강도에 따라 근적외선의 반사율을 조정할 수 있는 가시광선과 적외선 위장용 반사형 표시장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 가시광선 영역과 적외선 영역의 주변 환경을 분석하고, 상기의 가시광선과 적외선 위장용 반사형 표시장치를 이용하여, 주변 환경에 따라 가시광선 또는 적외선 위장패턴을 실시간으로 형성 및 표시하는 능동형 위장장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 가시광선 및 적외선 위장용 반사형 표시장치는, 투명한 재질의 상부기판, 상기 상부기판의 하면에 배치되는 투명한 재질의 상부전극층, 상기 상부전극층의 하면에 배치되고, 유체 및 서로 다른 극성으로 대전되고, 전하량 또는 크기가 상이한 복수의 입자를 포함하는 적어도 하나 이상의 단위셀, 상기 단위셀 하부에 배치되고, 상기 상부전극층과 전기장을 형성하여 화소영역에 포함된 상기 단위셀을 제어하는 하부전극층, 상기 하부전극층의 하면에 배치되고, 열적외선을 차단하는 차폐층 및 상기 차폐층의 하면에 배치되는 하부기판을 포함한다.
또한, 상기 상부전극층은 제1 방향으로 나란히 평행하도록 배치되는 복수개의 상부전극을 포함하며, 상기 하부전극층은 상기 제1 방향에 수직하는 제2 방향으로 나란히 평행하도록 배치되는 복수개의 하부전극을 포함하여, 상기 상부전극층과 하부전극층이 PM 방식으로 상기 화소영역을 제어한다.
또한, 상기 하부전극층은 하나의 화소영역을 각각 제어할 수 있는 박막트랜지스터를 포함하여, 상기 상부전극층과 하부전극층이 AM 방식으로 상기 화소영역을 제어한다.
또한, 상기 하부전극층은 하나의 화소영역마다 하부전극이 위치하고, 각 하부전극은 세그먼트 방식으로 상기 화소영역을 제어한다.
또한, 상기 입자는 근적외선을 반사하는 안료 또는 흡수하는 안료를 포함하고, 상기 전기장에 의해 상기 단위셀의 상부 또는 하부로 이동되어, 외부에서 관측되는 상기 단위셀의 근적외선 반사율이 조정된다.
또한, 상기 차폐층은 열적외선을 차단하는 백금(Pt), 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al), 철(Fe), 구리(Cu), 산화주석(Tin Oxide), ITO(Indium Tin Oxide), ATO(Antimony Tin Oxide), Al2O3, ZnO, TiO2, IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide) 중 적어도 어느 하나를 포함한다.
또한, 상기 유체와 복수의 입자는, 군 베이지그레이, 군 포레스트그린, 군 올리브그린, 군 초콜릿색, 군 목탄색 중 적어도 두 개 이상의 색상으로 구성된다.
또한, 상기 상부기판은 파장이 600~860nm 인 범위에서 투과율이 80% 이상인 재질로 형성된다.
또한, 상기 단위셀은 근적외선을 흡수하는 안료를 포함하는 제1 입자 및 근적외선을 반사하는 안료를 포함하는 제2 입자를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따른 능동형 위장장치는, 상술한 가시광선 및 적외선 위장용 반사형 표시장치가 복수 개 배열되어, 전투차량의 외부를 둘러싸는 표시부, 상기 전투차량의 전후좌우 주변 환경을 촬영하여 가시광선 영상 및 적외선 영상을 획득하는 카메라부 및 상기 가시광선 영상을 기준으로 가시광선 위장패턴을 형성하거나, 상기 적외선 영상을 기준으로 적외선 위장패턴을 형성하여 상기 표시부에 표시하는 영상 제어부를 포함한다.
또한, 상기 영상 제어부는, 상기 가시광선 영상을 분석하여 복수의 대표색상을 추출하고, 분포도를 분석하며, 상기 적외선 영상을 분석하여 적외선 반사율을 산출하는 영상분석모듈, 상기 대표색상과 분포도를 기준으로 상기 표시부에 표시될 가시광선 위장패턴을 형성하고, 상기 적외선 반사율을 기준으로 상기 표시부에 표시될 적외선 위장패턴을 형성하는 패턴 형성 모듈 및 상기 패턴 형성 모듈로부터 형성된 상기 가시광선 위장패턴 또는 적외선 위장패턴이 상기 표시부에 표시되도록 상기 표시부를 제어하는 구동 모듈을 포함한다.
또한, 미리 준비된 가시광선 위장패턴 및 적외선 위장패턴이 저장된 패턴 데이터베이스를 더 포함하고, 상기 패턴 형성 모듈은 상기 대표색상, 분포도 및 적외선 반사율과 상기 패턴 데이터베이스에 저장된 위장패턴들을 비교하여 유사한 위장패턴을 선택한다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 가시광선과 적외선 위장용 반사형 표시장치는, 유체와 서로 다른 극성으로 대전되고, 전하량 또는 크기가 상이한 입자를 포함하는 단위셀에 가하는 전기장의 강도 및 방향에 따라 단위셀 자체가 다양한 색상을 표현할 수 있어 색 재현성이 높고, 열적외선을 흡수하는 금속 등의 재질로 이루어진 차폐층을 포함하여 열적외선 영역을 탐지하는 장치로부터 관측되지 않을 수 있다.
또한, 입자가 근적외선을 반사 또는 흡수하는 안료를 포함하여, 단위셀에 인가되는 전기장의 강도에 따라 근적외선의 반사율을 조정함으로써, 주변 환경의 근적외선 반사율과 유사한 반사율을 가져 근적외선 영역을 탐지하는 장치로부터 관측되지 않을 수 있다.
또한, 가시광선 영역과 적외선 영역의 주변 환경을 분석하고, 상기의 가시광선과 적외선 위장용 반사형 표시장치를 이용하여, 주변 환경에 따라 가시광선 또는 적외선 위장패턴을 실시간으로 형성 및 표시하므로, 주변 환경에 실시간으로 적응할 수 있으므로 효과적인 위장이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 가시광선 및 적외선 위장용 반사형 표시장치의 단면도이다.
도 2는 도 1의 상부전극 및 하부전극을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1의 하부전극을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 1의 하부전극의 다른 예시를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 1의 단위셀의 입자 구성을 나타낸 도면이다.
도 6은 도 5의 극성과 전하량이 상이한 입자를 포함하는 단위셀을 제어하는 작동원리를 도시한 도면이다.
도 7은 도 5의 극성과 크기가 상이한 입자를 포함하는 단위셀을 제어하는 작동원리를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 능동형 위장장치를 나타낸 도면이다.
도 9는 도 8의 위장부의 구성을 나타낸 도면이다.
본 발명의 일실시예의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, "제1", "제2", "일단", "타단"등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 특히, 본원은 설명의 편의상 '상부', '하부' 등 방향을 나타내는 용어를 사용하는데, 이 경우 '상부'란 가시광선 및 적외선 위장용 반사형 표시장치가 외부에 시인되는 방향을 말하며, '하부'란 외부에 시인되지 않는 방향을 말하는 것으로, 상대적인 개념임을 유의하여야 한다. 그리고, '가시광선 및 적외선 위장용 반사형 표시장치'는 간단히 '반사형 표시장치' 또는 '표시장치'로 지칭될 수 있으며, '능동형 위장장치'는 '위장장치'로 지칭될 수 있다. 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 일실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 가시광선 및 적외선 위장용 반사형 표시장치의 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시에에 따른 가시광선 및 적외선 위장용 반사형 표시장치(100)는, 투명한 재질의 상부기판(110), 상부기판(110)의 하면에 배치되는 투명한 재질의 상부전극층(120), 상부전극층(120)의 하면에 배치되고, 유체(131) 및 서로 다른 극성과 전하량으로 대전된 복수의 입자(132)를 포함하는 적어도 하나 이상의 단위셀(130), 단위셀(130) 하부에 배치되고, 상부전극층(120)과 전기장을 형성하여 화소영역에 포함된 단위셀(130)을 제어하는 하부전극층(140), 하부전극층(140)의 하면에 배치되고, 열적외선을 차단하는 차폐층(150) 및 차폐층(150)의 하면에 배치되는 하부기판(160)을 포함한다.
상부기판(110)과 하부기판(160)은 표시장치(100)가 전투차량 등 군사장비를 덮을 수 있도록 플렉서블(flexible)한 재질로 형성된다. 하부기판(160)은 표시장치(100) 외부에서 시인되지 않는 구성인 바, 투명하지 않더라도 무방하나, 상부기판(110)은 외부에 시인되는 부분으로 투명한 재질로 형성되어 외부에서 유입되는 빛이 단위셀(130)에 반사되어 외부에 표시될 수 있어야 한다.
도 2는 도 1의 상부전극층(120) 및 하부전극층(140)을 나타낸 도면이며, 도 3은 도 1의 하부전극층(140)을 나타낸 도면이고, 도 4는 도 1의 하부전극의 다른 예시를 나타낸 도면이다.
상부전극층(120)과 하부전극층(140)은 단위셀(130)에 전기장을 인가하여 단위셀(130)의 색상을 제어한다. 상부전극층(120)은 상부기판(110)의 하부에 배치되고, 하부전극층(140)은 단위셀(130)을 사이에 두고 상부전극층(120)과 대향하여 배치된다. 상부전극층(120)은 복수의 상부전극(121)을 포함하며, 하부전극층(140)은 복수의 하부전극(141)을 포함한다. 상부전극(121)과 하부전극(141)이 상하로 중첩되는 부분은 화소영역(도 1, 도 2 및 도 3의 P)이 되며, 화소영역(P)은 적어도 하나 이상의 단위셀(130)을 포함할 수 있다. 하부전극(141)과 상부전극(121)은 플렉서블한 재질로 형성되며, 하부전극(141)은 시인되지 않는 부분으로 투명하지 않아도 무방하나, 상부전극(121)은 단위셀(130)의 색상이 외부에 드러나도록 투명한 재질로 형성된다. 상부전극층(120)과 하부전극층(140)은 PM(Passive Matrix) 방식, AM(Active Matrix) 방식 또는 세그먼트(Segment) 방식으로 구성되고 동작할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이 PM 방식을 사용하는 경우, 상부전극층(120)은 제1 방향으로 나란히 평행하도록 배치되는 복수개의 상부전극(121)을 포함하며, 하부전극층(140)은 제1 방향에 수직하는 제2 방향으로 나란히 평행하도록 배치되는 복수개의 하부전극(141)을 포함하고, 상부전극층(120)과 하부전극층(140)이 PM 방식으로 화소영역을 제어한다.
상부전극(121)이 배치되는 제1 방향과 하부전극(141)이 배치되는 제2 방향은 도 2와 같이 서로 수직 교차되며, 상부전극(121)과 하부전극(141)의 교차점은 하나의 화소영역(P)로 정의되어, 표시장치(100)에 복수의 화소영역(P)이 형성된다. 화소영역(P)을 형성하는 상부전극(121) 및 하부전극(141)에 인가되는 전압을 조절하여 단위셀(130)의 색상을 제어한다.
도 3에 도시된 바와 같이 AM 방식을 사용하는 경우, 하부전극층(140)은 하나의 화소영역을 각각 제어할 수 있는 박막트랜지스터 등의 스위치(142)를 포함하여, 상부전극층(120)과 하부전극층(140)이 AM 방식으로 화소영역을 제어할 수 있다. 하부전극층(140)은 화소영역(P)에 해당하는 복수의 하부전극(141)마다 스위치(142) 및 캐패시터(미도시)가 연결되고, 스위치(142)의 온오프를 제어하는 제1 라인(L1) 및 제2 라인(L2)을 포함한다.
도 4에 도시된 바와 같이 세그먼트 방식을 사용하는 경우, 상부전극층(120)은 하나의 공통전극을 포함하고 하부전극층(140)은 복수의 하부전극(141)이 각각 구분되어 형성된다. PM 또는 AM 방식과 달리, 각각의 하부전극(141)은 인접한 하부전극(141)과 전기적, 신호적으로 연결되지 않고, 각 하부전극이 독립적으로 제어된다. 따라서 상부전극(121)에 대한 하부전극(141)의 전위를 개별적으로 제어하여 화소영역(P)을 제어한다. 본 발명의 일실시예에 따른 가시광선 및 적외선 위장용 반사형 표시장치(100)는 상술한 PM 방식, AM 방식 또는 세그먼트 방식을 모두 적용할 수 있다.
한편, 하부기판(160)과 상부기판(110)에는 하부전극층(140)과 상부전극층(120)을 덮는 보호막(F)이 형성되어, 단위셀(130)이 배치되는 공간을 평탄하게 형성할 수 있다. 이와 같은 보호막(F)은 절연 물질을 포함할 수 있어, 단위셀(130)이 하부전극 또는 상부전극에 직접 접촉되는 것을 방지할 수 있다.
하부기판(160)과 하부전극층(140) 사이에는 열적외선을 차단하는 차폐층(150)이 구비된다. 열적외선은 파장이 3 ~ 5 ㎛인 중파장 적외선(Mid-wavelength Infrared: MIR)영역과 8 ~ 14 ㎛인 원적외선(Far Infrared: FIR)영역의 파장대를 포함한다.
차폐층(150)은 열적외선을 차단하는 재질로 형성된다. 예를 들면, 백금(Pt), 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al), 철(Fe), 구리(Cu) 등의 금속과, 산화주석(Tin Oxide), ITO(Indium Tin Oxide), ATO(Antimony Tin Oxide), Al2O3, ZnO, TiO2, IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide) 등의 금속산화물이 차폐층(150)의 재질로 사용된다.
차폐층(150)은 하부기판(160) 상에 코팅, 도금, 증착 등의 방법으로 형성되는 평면 형태의 층으로 형성될 수 있다. 또는, 차폐층(150)은 열적외선 파장보다 작은 간격을 갖는 메쉬(mesh)형태로 형성될 수 있다. 메쉬 형태는 차폐층(150)의 무게를 줄여, 표시장치(100) 자체의 중량을 경감시키는 효과가 있다.
차폐층(150)이 하부기판(160)과 하부전극층(140) 사이에 구비됨으로써, 표시장치(100)의 하부에서 표시장치(100)의 상부로 열적외선이 방출되는 것을 차단할 수 있다. 따라서, 야간에 열적외선 영역을 탐지하는 관측장비로부터 은닉될 수 있는 이점이 있다.
도 5는 도 1의 단위셀의 입자 구성을 나타낸 도면이다 .
도 1에 도시된 바와 같이, 단위셀(130)은 상부전극층(120)과 하부전극층(140) 사이에 위치하며, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 단위셀(130)은 유체(131) 및 서로 다른 극성과 전하량으로 대전된 복수의 입자(132)를 포함할 수 있고, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 단위셀(130)은 유체(131) 및 서로 다른 극성으로 대전되고 크기가 상이한 복수의 입자(132)를 포함할 수 있다. 단위셀(130)은 하부전극(141)과 상부전극(121)의 교차점으로 정의되는 화소영역(P)마다 적어도 하나 이상 배치된다.
단위셀(130)은 도 1 및 도 5에 도시된 바와 같이, 유체(131)와 입자(132)를 둘러싸는 개별 캡슐 형태로 제작되어, 복수의 캡슐을 상부전극층(120)과 하부전극층(140) 사이에 배치하는 방법으로 형성될 수 있다. 또는, 단위셀(130)은 밑면 상에 복수의 격벽을 형성하고, 격벽 내에 유체(131)와 입자(132)를 주입한 다음 윗면을 덮어 복수의 단위셀(130)을 동시에 형성하는 레이어 형태로 형성될 수도 있다. 단위셀(130) 자체를 형성하는 방법은 이에 한정되지 않으며, 마이크로컵(micro-cup) 등의 다양한 방법과 형태로 형성될 수 있다.
단위셀(130)은 내부를 채우는 전기적으로 중성을 갖는 유체(131)와, 유체(131) 내에 음극 또는 양극의 극성을 띄고, 다양한 전하량을 갖는 복수의 입자(132)를 포함하거나, 유체(131) 내에 음극 또는 양극의 극성을 띄고 동일한 전하량을 갖되 크기가 다른 복수의 입자(132)를 포함할 수 있다. 유체(131)와 입자(132)는 동일한 색상을 갖거나, 또는 서로 다른 색상을 가질 수 있다. 복수의 입자(132)는 동일한 색상을 갖거나, 또는 서로 다른 색상을 가질 수 있다.
예를 들어, 유체(131)가 제1 색상을 갖고 복수의 입자(132)들이 제2 색상과 제3 색상을 갖는 경우, 하나의 단위셀(130)이 제1 색상, 제2 색상 또는 제3 색상 및 이들을 조합한 색상을 표시할 수 있다. 이러한 구조는 하나의 단위셀(130) 자체가 하나의 화소로 동작할 수 있고, RGB등의 기본색을 조합하여 색을 표현하는 것이 아니라 유체(131) 및 입자(132)가 표현하려는 색 자체를 나타내므로 색 재현성이 높은 이점이 있다.
유체(131)와 복수의 입자(132)의 색상은, 아래의 표에 기재된 색상 중 적어도 하나 이상의 색상이 선택되어 구성될 수 있다.
관용색 이름 계통색 이름 Munsell 값 영문 이름
군 베이지그레이 회갈색 7.5YR 5/2 Land
군 포레스트그린 어두운 녹회색 10Y 3/1 Forest green
군 올리브그린 어두운 회녹색 10Y 3/2 Dark olive green
군 초콜릿색 어두운 갈회색 10R 3/1 Dark Wood
군 목탄색 어두운 녹회색 5GY 3/1 Charcoal
해병 청회색 갈회색 5YR 5/1 Gainsboro
해병 적회색 어두운 갈회색 5YR 4/1 Peach Puff3
해병 모래색 갈회색 10R 5/1 Antique White
해병 수풀색 어두운 녹갈색 2.5GY 3/2 Forest Green
해병 흑색 어두운 녹회색 5GY 3/1 Black
특전 카키그레이 녹회색 10Y 5/1 Khaki gray
특전 모래색 어두운 회갈색 2.5Y 4/2 Loess
특전 녹색 어두운 회녹색 10GY 3/2 Wood field
특전 흑색 어두운 녹회색 5GY 3/1 Charcoal
군 그린 초록빛 검정 10G 2/1 Dark Green
군 회색 갈회색 10YR 5/1 Yellowish Gray
예를 들어, 유체(131)의 색상은 군 베이지 그레이로 선택하고, 복수의 입자(132) 중 제1 입자(132a)는 군 포레스트그린, 제2 입자(132b)는 군 올리브그린으로 선택하여, 총 3개의 색상을 선택할 수 있다. 또는 군 베이지그레이, 군 포레스트그린, 군 올리브그린, 군 초콜릿색, 군 목탄색 또는 상기 표에 기재된 색상들 중 어느 하나를 유체(131)의 색상으로 선택하고, 복수의 입자(132)의 색상을 다른 4가지 색상으로 선택하여, 총 5개의 색상을 선택할 수도 있다.
군사장비를 위장하기 위해 사용되는 위장패턴은, 다채로운 색상이 아닌 단지 수개의 색상만을 사용하여 형성될 뿐만 아니라, 채도가 낮은 색상들로 형성되므로 RGB 색상의 조합으로 위장색을 정확히 재현하기 어렵다. 또한, 유체(131) 또는 입자(132)의 색상 자체가 위장색이므로 표시장치(100)가 파손되더라도 위장색이 유지되는 이점이 있다.
또한, 단위셀(130) 자체가 색상을 표현하므로, 컬러필터를 포함하지 않을 수 있어, 컬러필터를 결합하는 공정을 생략할 수 있고, 컬러필터의 재료비를 생략하여 비용이 절감된다.
이하에서, 도 6 및 도 7을 참조하여 단위셀(130)을 제어하여 표시장치의 색상을 제어하는 원리를 설명한다. 도 6은 도 5의 극성과 전하량이 상이한 입자를 포함하는 단위셀을 제어하는 작동원리를 도시한 도면이다.
도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 단위셀(130)은 색상을 갖는 전기적으로 중성인 유체(131)와 극성이 다르고 전하량이 다른 두 종류의 입자(132a, 132b)를 포함한다. 입자(132a, 132b)는 단위셀(130)에 인가되는 전기장의 방향과 세기에 따라 단위셀(130) 내에서 이동할 수 있다. 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 단위셀(130)은 상부전극층(120)과 하부전극층(140) 사이에 위치하므로, 상부전극층(120)과 하부전극층(140)이 형성하는 전기장에 따라 단위셀(130) 내의 입자(132)의 이동이 제어된다.
입자(132)가 단위셀(130)의 상부로 이동하면, 외부에서 상부기판(110)을 통해 표시장치(100)로 진입하는 빛이 단위셀(130)의 상부에 위치하는 입자(132)에 반사되어 외부에서 보이는 표시장치의 색상은 단위셀(130)의 상부에 위치하는 입자(132)의 색상이 된다.
상부전극층(120)과 하부전극층(140)에 인가되는 전압의 세기를 제어함에 따라서, 화소영역(P)의 단위셀(130)에 인가되는 전기장의 세기와 방향을 조절할 수 있어, 상이한 극성 및 대전량을 갖는 복수의 입자(132)들을 선택적으로 이동시킬 수 있다. 따라서 단위셀(130)의 상부에 표시되는 색상을 조절할 수 있다.
상부전극층(120)과 하부전극층(140)이 생성하는 전기장에 의해 단위셀(130)을 제어하기 위하여, 복수의 입자(132) 각각은 음극 또는 양극의 극성과 다양한 값의 전하량을 갖는다. 예를 들어, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 제1 색상을 갖는 입자(132a)는 -1C의 전하량을 갖고, 제2 색상을 갖는 입자(132b)는 +2C의 전하량을 가질 수 있다. 또는, 입자(132)의 색상이 4가지인 경우, 색상마다 서로 다른 전하량(예를 들어, -1C, +2C, -3C, +4C)을 가질 수 있다. 입자(132) 합성 시 CCA(Charge Control Agent)의 함량에 따라 입자(132)가 갖는 극성과 전하량을 조절할 수 있다.
도 5의 (a)에 도시된 입자의 극성과 대전량이 다른 경우의 단위셀(130)을 제어하는 과정을 도 6을 참조하여 예시적으로 설명한다.
동일한 전기장 세기에서 전하량이 큰 입자가 더 큰 힘을 받게 되므로, 큰 전하량을 갖는 입자가 작은 전하량을 갖는 입자보다 작은 세기의 전기장에도 이동한다. 상부전극을 기준으로 하부전극에 적어도 V1만큼의 전압을 인가해야 1C의 전하량을 가진 입자(132a)를 이동시킬 수 있고, 상부전극을 기준으로 하부전극에 적어도 V2만큼의 전압을 인가해야 2C의 전하량을 가진 입자(132a)를 이동시킬 수 있는 경우, V1이 V2보다 크다. 따라서 V1이상의 전압이 인가되면 1C의 전하량을 갖는 입자(132a)와 2C의 전하량을 갖는 입자(132b)가 모두 이동하고, V1미만 V2이상의 전압이 인가되면 1C의 전하량을 갖는 입자(132a)는 이동하지 않지만 2C의 전하량을 갖는 입자(132b)는 이동한다. 음극 극성을 갖는 입자(132a)와 양극 극성을 갖는 입자(132b)는 전기장의 방향에 따라 서로 다른 방향으로 이동한다.
도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 하부전극(141)이 상부전극(121)보다 V1이상 낮은 전압을 갖도록 전압을 인가하는 경우, 상부전극(121)에서 하부전극(141) 방향으로 전기장이 형성되어 -1C의 전하량을 갖는 제1 입자(132a)는 상부전극(121) 방향으로 이동하고, +2C의 전하량을 갖는 제2 입자(132b)는 하부전극(141) 방향으로 이동한다. 제1 입자(132a)가 단위셀(130)의 상부에 위치되어, 단위셀(130)은 제1 색상으로 표시된다. 제2 입자(132b)는 단위셀(130)의 하부에 위치되어, 외부에서 시인되지 않는다.
도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 하부전극(141)이 상부전극(121)보다 V1이상 높은 전압을 갖도록 전압을 인가하는 경우, 하부전극(141)에서 상부전극(121) 방향으로 전기장이 형성되어 -1C의 전하량을 갖는 제1 입자(132a)는 하부전극(141) 방향으로 이동하고, +2C의 전하량을 갖는 제2 입자(132b)는 상부전극(121) 방향으로 이동한다. 제2 입자(132b)가 단위셀(130)의 상부에 위치되어, 단위셀(130)은 제2 색상으로 표시된다. 제1 입자(132a)는 단위셀(130)의 하부에 위치되어, 외부에서 시인되지 않는다.
도 6의 (c)에 도시된 바와 같이, 하부전극(141)이 상부전극(121)보다 V1이상 높은 전압을 갖도록 전압을 일정시간동안 인가하여 도 6의 (b)와 같이 -1C의 전하량을 갖는 제1 입자(132a)를 하부전극 방향으로 이동시키고 +2C의 전하량을 갖는 제2 입자(132b)를 상부전극 방향으로 이동시킨 후, 이어서 하부전극(141)이 상부전극(121)보다 V1미만 V2이상의 크기만큼 낮은 전압을 갖도록 전압을 인가하는 경우, +2C의 전하량을 갖는 제2 입자(132b)만이 하부전극 방향으로 이동하고 -1C의 전하량을 갖는 제1 입자(132a)는 상부전극 방향으로 이동하지 않는다. 이에 따라, 제1 입자(132a) 및 제2 입자(132b) 모두 단위셀(130)의 하부에 위치되어 외부에 시인되지 않고, 단위셀(130)의 상부에 유체(131)만이 존재하므로 표시장치는 유체(131)의 색상으로 표시된다.
상술한 바와 같이, 상부전극(121)과 하부전극(141)에 인가되는 전압을 제어함으로써, 서로 다른 극성과 전하량을 갖는 입자(132)의 이동을 조절하고 하나의 화소영역(P)에 3가지의 색상을 표시할 수 있다. 상술한 내용에 기초하여 상이한 전하량과 극성을 갖는 3종류 이상의 입자를 이용하고, 다른 크기의 전압을 연속적으로 인가하여 4가지 색상 또는 그 이상의 색상을 표시할 수 있음은 본 발명의 기술적 사상에 포함되는 것임을 밝힌다.
도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 단위셀(130)은 색상을 갖는 전기적으로 중성인 유체(131)와 극성이 다르고 크기가 다른 두 종류의 입자(132c, 132d)를 포함한다. 입자(132c, 132d)는 단위셀(130)에 인가되는 전기장의 방향과 세기에 따라 단위셀(130) 내에서 이동할 수 있다.
상부전극층(120)과 하부전극층(140)이 생성하는 전기장에 의해 단위셀(130)을 제어하기 위하여, 복수의 입자(132) 각각은 음극 또는 양극의 극성을 갖고 다양한 크기로 형성된다. 예를 들어, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 제1 색상을 갖는 입자(132c)는 음극 극성으로 400nm의 크기를 갖고, 제2 색상을 갖는 입자(132c)는 양극 극성으로 100nm의 크기를 가질 수 있다. 또는, 입자(132)의 색상이 4가지인 경우, 색상마다 서로 다른 크기(예를 들어, 100nm, 200nm, 300nm, 400nm)을 가질 수 있다. 입자(132) 합성 시 CCA(Charge Control Agent)의 함량에 따라 입자(132)가 갖는 극성을 조절할 수 있다.
도 5의 (b)에 도시된 입자의 극성과 크기가 다른 경우의 단위셀(130)을 제어하는 과정을 도 7을 참조하여 예시적으로 설명한다.
동일한 전기장 세기에서 입자의 전하량이 동일하다면, 크기가 작은 입자가 작은 저항을 받게 되므로, 크기가 작은 입자가 크기가 큰 입자보다 작은 세기의 전기장에도 이동한다. 상부전극을 기준으로 하부전극에 적어도 V1만큼의 전압을 인가해야 400nm 크기의 입자(132c)를 이동시킬 수 있고, 상부전극을 기준으로 하부전극에 적어도 V2만큼의 전압을 인가해야 100nm 크기의 입자(132a)를 이동시킬 수 있는 경우, V1이 V2보다 크다. 따라서 V1이상의 전압이 인가되면 400nm 크기의 입자(132c)와 100nm 크기의 입자(132d)가 모두 이동하고, V1미만 V2이상의 전압이 인가되면 400nm 크기의 입자(132c)는 이동하지 않지만 100nm 크기의 입자(132d)는 이동한다. 음극 극성을 갖는 입자(132c)와 양극 극성을 갖는 입자(132d)는 전기장의 방향에 따라 서로 다른 방향으로 이동한다.
도 7의 (a)에 도시된 바와 같이, 하부전극(141)이 상부전극(121)보다 V1이상 낮은 전압을 갖도록 전압을 인가하는 경우, 상부전극(121)에서 하부전극(141) 방향으로 전기장이 형성되어 크기가 400nm이고 음극 극성을 갖는 제1 입자(132c)는 상부전극(121) 방향으로 이동하고, 크기가 100nm이고 양극 극성을 갖는 제2 입자(132d)는 하부전극(141) 방향으로 이동한다. 제1 입자(132c)가 단위셀(130)의 상부에 위치되어, 단위셀(130)은 제1 색상으로 표시된다. 제2 입자(132d)는 단위셀(130)의 하부에 위치되어, 외부에서 시인되지 않는다.
도 7의 (b)에 도시된 바와 같이, 하부전극(141)이 상부전극(121)보다 V1이상 높은 전압을 갖도록 전압을 인가하는 경우, 하부전극(141)에서 상부전극(121) 방향으로 전기장이 형성되어 크기가 400nm이고 음극 극성을 갖는 제1 입자(132c)는 하부전극(141) 방향으로 이동하고, 크기가 100nm이고 양극 극성을 갖는 제2 입자(132d)는 상부전극(121) 방향으로 이동한다. 제2 입자(132d)가 단위셀(130)의 상부에 위치되어, 단위셀(130)은 제2 색상으로 표시된다. 제1 입자(132c)는 단위셀(130)의 하부에 위치되어, 외부에서 시인되지 않는다.
도 7의 (c)에 도시된 바와 같이, 하부전극(141)이 상부전극(121)보다 V1이상 높은 전압을 갖도록 전압을 일정시간동안 인가하여 도 7의 (b)와 같이 크기가 400nm이고 음극 극성을 갖는 제1 입자(132c)를 하부전극 방향으로 이동시키고 크기가 100nm이고 양극 극성을 갖는 제2 입자(132d)를 상부전극 방향으로 이동시킨 후, 이어서 하부전극(141)이 상부전극(121)보다 V1미만 V2이상의 크기만큼 낮은 전압을 갖도록 전압을 인가하는 경우, 크기가 100nm이고 양극 극성을 갖는 제2 입자(132d)만이 하부전극 방향으로 이동하고 크기가 400nm이고 음극 극성을 갖는 제1 입자(132c)는 상부전극 방향으로 이동하지 않는다. 이에 따라, 제1 입자(132c) 및 제2 입자(132d) 모두 단위셀(130)의 하부에 위치되어 외부에 시인되지 않고, 단위셀(130)의 상부에 유체(131)만이 존재하므로 표시장치는 유체(131)의 색상으로 표시된다.
상술한 바와 같이, 상부전극(121)과 하부전극(141)에 인가되는 전압을 제어함으로써, 서로 다른 극성과 크기를 갖는 입자(132)의 이동을 조절하고 하나의 화소영역(P)에 3가지의 색상을 표시할 수 있다. 상술한 내용에 기초하여 상이한 극성과 크기를 갖는 3종류 이상의 입자를 이용하고, 다른 크기의 전압을 연속적으로 인가하여 4가지 색상 또는 그 이상의 색상을 표시할 수 있음은 본 발명의 기술적 사상에 포함되는 것임을 밝힌다.
이와 같이, 전기장의 방향과 세기를 조절하여, 복수의 입자(132)를 선택적으로 이동시킴에 따라, 단위셀(130)의 상부로 표시되는 색상을 선택적으로 조절할 수 있다. 단위셀(130)의 상부로 표시되는 색상을 조절함에 따라, 가시광선 대역(파장이 400 ~ 700nm 범위)에서 관측을 어렵게 할 수 있는 이점이 있다. 본 발명의 예시에서는 복수의 입자(132)가 제1 입자(132a), 제2 입자(132b)로 구성된 경우를 기준으로 설명하였으나, 복수의 입자(132)가 3가지, 4가지의 색상을 가지는 입자(132)들로 구성되는 경우에도 유추하여 적용할 수 있다.
또한, 단위셀(130)에 포함되는 입자(132)는 근적외선을 반사 또는 흡수하는 안료를 포함하고, 근적외선을 반사 또는 흡수하는 안료를 포함하는 입자(132)가 전기장에 의해 단위셀(130)의 상부 또는 하부로 이동되어, 외부에서 관측되는 상기 단위셀의 근적외선 반사율이 조정된다. 근적외선은 파장이 700 ~ 1200 nm 대역인 적외선을 포함한다. 근적외선 영역에서 각 단위셀(130)의 근적외선 반사율을 주변 환경 물체의 근적외선 반사율과 유사하도록 조절함으로써, 야간에 근적외선 관측기구로 관측 시 주변환경과 표시장치(100)의 식별을 어렵게 해 위장효과를 얻을 수 있다.
단위셀(130)에 포함되는 유체(131) 또는 복수의 입자(132)는 각각 근적외선을 반사 또는 흡수하는 안료를 포함할 수 있다.
근적외선을 반사하는 안료는, black 색상의 FeCr, blue 색상의 CoAl, CoCrAl, green 색상의 CrMgZnAl, CoCrZnTi, CoNiZnTi, brown 색상의 MnSbTi, FeCrZnTi, FeZnTi, FeAlTi, FeZn, FeZnCr, yellow 색상의 CrSbTi, NiSbTi, violet 색상의 PBaSr이 사용될 수 있다. 또한, Vat 안료도 사용될 수 있다.
입자(132)에 적용될 수 있는 근적외선을 반사하는 소재는, 산화티탄, 산화규소, 산화아연, 황산 제2구리 오수화물, 황산 제2니켈 육수화물, 황산아연 칠수화물, CeO2, MgO, Germanium, Silicon, Zinc sulfide, Zinc selenide, Magnesium fluoride, Sapphire, Arsenic trislfide, Calcium fluoride, Barium fluoride 가 있다.
근적외선을 흡수하는 소재로는, 다이모늄계, 폴리메틴계, 금속착물계, 스쿠아룸계, 시아닌계 등의 유기계 안료가 사용될 수 있으며, 주로 800 ~ 1100 nm 대역의 근적외선을 효과적으로 흡수할 수 있다.
근적외선을 흡수하는 무기계 소재로, Sn, Ti, Si, Zn, Zr, Fe, Al, Cr, Co, Ce, In, Ni, Ag, Cu, Pt, Nn, Ta, W, V, Mo 등의 금속의 산화물, 질화물, 탄화물, 산질화물, 황화물을 사용할 수 있다. 이 중에서도, ITO(인듐 주석산화물), ATO(안티몬 주석산화물), SnO2, TiO2, SiO2, ZrO2, ZnO, Fe2O3, Al2O3, FeO, Cr2O3, Co2O3, CeO2, In2O3, NiO, MnO, CuO, WO3 등의 금속 산화물을 사용할 수 있으며, 금속 산화물은 적외선 흡수를 향상시키기 위하여 세슘(Ce)등의 첨가제를 가할 수 있다.
유기 적외선 흡수제로는 프탈로시아닌, 나프탈로시아닌, 안트라퀴논, 시아닌 화합물, 스쿠아릴률 화합물, 티올니켈 착제 화합물, 트리알릴메탄, 나프토퀴논, 안트라퀴논, N,N,N',N'-테트라키스(p-디-n-부틸 아미노페닐)-페닐렌디아미늄 퍼크롤레이트, 페닐렌디아미늄 클로레이트, 페닐렌디아미늄 헥사플루오로 안티몬네이트, 페닐렌디아미늄 플루오로보레이트, 페닐렌디아미늄 플루오레이트 등의 아민 화합물 등이 사용될 수 있다.
상술한 근적외선을 반사하는 안료 또는 근적외선을 흡수하는 안료는 색상을 갖는 입자(132)에 함께 포함된다. 즉, 단위셀(130)은 근적외선을 흡수하는 안료를 포함하는 제1 입자(132a) 및 근적외선을 반사하는 안료를 포함하는 제2 입자(132b)를 포함할 수 있다. 색상을 갖는 유체(131)도 근적외선을 흡수하는 안료 또는 근적외선을 반사하는 안료를 포함할 수 있다.
예를 들어, black 색상의 FeCr를 포함하는 검은색 색상을 갖는 입자(132)는 근적외선을 반사할 수 있으며, 세슘(Ce)이 첨가된 군 포레스트 그린 색상을 갖는 입자(132)는 근적외선을 흡수할 수 있다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 입자(132a)와 제2 입자(132b)를 전기장의 방향과 세기에 따라 이동시킬 수 있다. 제1 입자(132a)가 근적외선을 흡수하는 안료를 포함하고, 제2 입자(132b)가 근적외선을 반사하는 안료를 포함하면, 단위셀(130)의 상부로 이동하는 입자(132)를 조절함에 따라, 화소영역(P)들의 근적외선 반사율을 조절할 수 있다. 따라서, 근적외선을 반사하는 화소영역(P)과 근적외선을 흡수하는 화소영역(P)의 비율과 분포를 결정하여 적외선 위장패턴을 형성하고, 위장패턴을 표시하는 표시장치의 근적외선 반사율을 조절할 수 있다.
근적외선 영역에서 표시장치(100)의 근적외선 반사율을 주변 환경 물체의 근적외선 반사율과 유사하도록 조절함으로써, 야간에 근적외선 관측기구로 관측 시 주변환경과 표시장치(100)의 식별을 어렵게 해 위장효과를 얻을 수 있다.
또한, 상부기판(110)은 파장이 600~860nm 인 범위에서 투과율이 80% 이상인 재질로 형성될 수 있다. 상부기판(110)이 가시광선의 일부 영역과 적외선의 일부 영역에 해당하는 파장에 대해 투과율이 높으므로, 외부에서 표시장치(100)로 유입하는 가시광선과 근적외선이 단위셀(130)에 반사되어 외부로 나가는 과정에서, 표시장치(100)에 표시되는 위장패턴이 효과적으로 기능할 수 있다.
이하에서, 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 능동형 위장장치를 설명한다. 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 능동형 위장장치를 나타낸 도면이며, 도 9는 도 8의 위장부(400)의 구성을 나타낸 도면이다. 상술한 가시광선 및 적외선 위장용 반사형 표시장치(100)에 관한 설명은 생략한다.
본 발명의 일실시예에 따른 능동형 위장장치는, 상술한 가시광선 및 적외선 위장용 반사형 표시장치(100)가 복수 개 배열되어, 전투차량의 외부를 둘러싸는 표시부(200), 전투차량의 전후좌우 주변 환경을 촬영하여 가시광선 영상 및 적외선 영상을 획득하는 카메라부(300) 및 가시광선 영상을 기준으로 가시광선 위장패턴을 형성하거나, 적외선 영상을 기준으로 적외선 위장패턴을 형성하여 표시부(200)에 표시하는 영상 제어부(410)를 포함한다.
이에 따라, 능동형 위장장치는 주변 환경에 따른 가시광선 또는 적외선 위장패턴을 실시간으로 형성하여, 전투차량 외부에 표시하는 바, 전투차량의 이동 또는 시간의 흐름에 따라 변화하는 주변 환경에 맞게 능동적으로 변화하여, 전투차량이 적군에게 발각되지 않도록 은닉시킬 수 있다.
표시부(200)는 상술한 반사형 표시장치(100)가 복수 개 배열되어 전투차량의 외부를 둘러싼다. 반사형 표시장치(100)는 상술한 바와 같이 플렉서블한 재질로 형성되는 바, 포시부는 얇은 막처럼 전투차량을 감쌀 수 있다. 다만, 표시부(200)와 전투차량의 장착관계는 이에 한정되지 않고, 도 8의 도시처럼, 반사형 표시장치(100)가 패널처럼 형성되어 전투차량의 외부에 부착될 수 있다.
한편, 표시부(200)는 반사형 표시장치(100) 단위로 색상이 변화하여 위장패턴을 모자이크 형식으로 표시할 수 있고, 이와 달리 반사형 표시장치(100)의 화소영역(P) 단위로 색상이 변화하여 얼룩무늬와 같은 다양한 모양의 위장패턴을 표시할 수 있다. 그리고, 표시부(200)는 전투차량의 저면을 제외한 전체를 감쌀 수 있으며, 경우에 따라서는 바퀴 등 일부를 제외한 나머지 부분을 감쌀 수 있다.
카메라부(300)는 전투차량의 전후좌우 주변 환경을 촬영하고, 촬영된 영상을 영상 제어부(410)의 영상분석모듈(411)로 제공한다. 카메라부(300)는 가시광선 카메라(310) 및 적외선 카메라(320)를 포함한다. 가시광선 카메라(310)는 주위 환경의 대표상상 및 분포도 등이 나타나는 가시광선 영상을 촬영하고, 적외선 카메라(320)는 주위 환경의 적외선 반사율이 나타나는 적외선 영상을 촬영한다.
카메라부(300)는 전후좌우 주변 환경을 촬영할 수 있도록 복수 개로 형성될 수 있으며, 또는 회전 가능한 구조로 형성되어 전방향의 영상을 촬영할 수 있다. 카메라부(300)는 전투차량의 이동에 따른 주변 환경을 촬영할 수 있도록 전투차량에 부착됨이 바람직하다 할 것이나, 이와 달리 별도의 장소에 부착되더라도 본 발명의 범위에 속한다. 그리고 본 발명에 사용되는 가시광선 카메라(310)는 촬영된 영상이 반드시 높은 해상도와 정밀도를 가질 필요는 없고, 단지 위장패턴을 결정할 수 있을 정도로 주변 색상을 인식할 수 있는 수준이면 충분하다.
영상 제어부(410)는 카메라부(300)로부터 획득된 영상을 분석하여, 주변 환경에 은닉되는 위장패턴을 형성하고, 형성된 위장패턴을 표시부(200)로 제공한다. 영상 제어부(410)는 전투차량의 내부에 장착되어 카메라부(300) 또는 표시부(200)와 유선 또는 무선으로 연결될 수 있고, 전투차량 외부에 형성되어 카메라부(300) 또는 표시부(200)와 무선으로 연결되어 원격 제어할 수 있다. 영상 제어부(410)는 후술할 패턴 데이터베이스(420)와 함께 위장부(400)를 구성한다.
영상 제어부(410)는 영상분석모듈(411), 패턴형성모듈(412), 구동 모듈(413)을 포함할 수 있다.
영상분석모듈(411)은, 상기 가시광선 영상을 분석하여 복수의 대표색상을 추출하고, 분포도를 분석하며, 상기 적외선 영상을 분석하여 적외선 반사율을 산출한다. 가시광선 영상의 분석에서 대표색상은 위장패턴을 단시간에 형성하도록 3 내지 5개 정도로 이루어지고, 추출된 대표색상마다 분석되는 분포도는 점단위로 단순화되어 좌표로 형성될 수 있다. 영상분석모듈(411)은 적외선 영상을 분석하여 주위 환경의 적외선 반사율을 획득할 수 있다.
패턴형성모듈(412)은 대표색상과 분포도를 기준으로 표시부(200)에 표시될 가시광선 위장패턴을 형성하고, 적외선 반사율을 기준으로 표시부(200)에 표시될 적외선 위장패턴을 형성한다. 가시광선 위장패턴은 점단위로 단순화된 대표색상의 분포도를 기준으로 대표색상별 비중을 고려하여 실시간으로 형성할 수 있다. 근적외선 위장패턴은 영상분석모듈(411)에서 분석한 적외선 반사율을 기준으로, 근적외선을 반사하는 화소영역(P)과 흡수하는 화소영역(P)의 분포를 실시간으로 결정하여 형성할 수 있다.
위장부(400)는 미리 준비된 가시광선 위장패턴 및 적외선 위장패턴이 저장된 패턴 데이터베이스(420)를 더 포함하고, 패턴형성모듈(412)은 대표색상, 분포도 및 적외선 반사율과 패턴 데이터베이스(420)에 저장된 위장패턴들을 비교하여 유사한 위장패턴을 선택할 수 있다.
위장패턴을 형성할 때, 많이 사용되는 가시광선 또는 적외선 위장패턴이 다수 저장된 패턴 데이터베이스(420)의 위장패턴과 주위환경(대표색상, 분포도, 근적외선 반사율)을 비교하여, 가장 유사한 위장패턴을 선택함으로써 위장패턴을 형성할 수 있고, 이 경우 계산이 단순해져 단시간에 위장패턴을 형성할 수 있다.
또한, 주간에는 가시광선 영역의 위장을 우선하여, 주변환경의 대표색상 및 분포도를 기준으로 가시광선 위장패턴만을 형성할 수 있고, 야간에는 근적외선 영역의 위장을 우선하여, 주변환경의 근적외선 반사율을 기준으로 근적외선 위장패턴만을 형성할 수 있다.
또한, 가시광선 또는 근적외선 영역 중 어느 하나만을 선택하여 위장패턴을 형성하는 경우, 다른 영역에서 관측장비에 관측될 수 있으므로, 가시광선 영역과 근적외선 영역의 위장을 모두 만족하기 위하여, 대표색상, 분포도, 근적외선 반사율을 모두 고려하여 위장패턴을 형성할 수 있다.
구동 모듈(413)은 패턴형성모듈(412)로부터 형성된 가시광선 위장패턴 또는 적외선 위장패턴이 표시부(200)에 표시되도록 표시부(200)를 제어한다. 구동 모듈(413)은 패턴형성모듈(412)로부터 수신한 위장패턴을 표시부(200)에 표시할 수 있도록 구체적인 화소영역(P)을 구동하는 신호를 표시부(200)에 제공한다.
상술한 본 발명의 일실시예에 따른 능동형 위장장치는, 가시광선 영역과 적외선 영역의 주변 환경을 분석하고, 상술한 가시광선과 적외선 위장용 반사형 표시장치(100)를 이용하여, 주변 환경에 따라 가시광선 또는 적외선 위장패턴을 실시간으로 형성 및 표시하므로, 주변 환경에 실시간으로 적응할 수 있으므로 효과적인 위장이 가능하다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
100: 본 발명의 일실시예에 따른 표시장치
110: 상부기판 120: 상부전극층
121: 상부전극 130: 단위셀
131: 유체 132: 입자
140: 하부전극층 141: 하부전극
150: 차폐층 160: 하부기판
P: 화소영역 F: 보호막
200: 표시부 300: 카메라부
310: 가시광선 카메라 320: 적외선 카메라
400: 위장부 410: 영상 제어부
411: 영상분석모듈 412: 패턴형성모듈
413: 구동모듈 420: 패턴 데이터베이스

Claims (12)

  1. 투명한 재질의 상부기판;
    상기 상부기판의 하면에 배치되는 투명한 재질의 상부전극층;
    상기 상부전극층의 하면에 배치되고, 유체 및 서로 다른 극성으로 대전되고, 전하량 또는 크기가 상이한 복수의 입자를 포함하는 적어도 하나 이상의 단위셀;
    상기 단위셀 하부에 배치되고, 상기 상부전극층과 전기장을 형성하여 화소영역에 포함된 상기 단위셀을 제어하는 하부전극층;
    상기 하부전극층의 하면에 배치되고, 열적외선을 차단하는 차폐층; 및
    상기 차폐층의 하면에 배치되는 하부기판을 포함하는 가시광선 및 적외선 위장용 반사형 표시장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 상부전극층은
    제1 방향으로 나란히 평행하도록 배치되는 복수개의 상부전극을 포함하며,
    상기 하부전극층은
    상기 제1 방향에 수직하는 제2 방향으로 나란히 평행하도록 배치되는 복수개의 하부전극을 포함하여,
    상기 상부전극층과 하부전극층이 PM 방식으로 상기 화소영역을 제어하는 가시광선 및 적외선 위장용 반사형 표시장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 하부전극층은
    하나의 화소영역을 각각 제어할 수 있는 박막트랜지스터를 포함하여, 상기 상부전극층과 하부전극층이 AM 방식으로 상기 화소영역을 제어하는 가시광선 및 적외선 위장용 반사형 표시장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 하부전극층은
    하나의 화소영역마다 하부전극이 위치하고, 각 하부전극은 세그먼트 방식으로 상기 화소영역을 제어하는 가시광선 및 적외선 위장용 반사형 표시장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 입자는
    근적외선을 반사하는 안료 또는 흡수하는 안료를 포함하고, 상기 전기장에 의해 상기 단위셀의 상부 또는 하부로 이동되어, 외부에서 관측되는 상기 단위셀의 근적외선 반사율이 조정되는 가시광선 및 적외선 위장용 반사형 표시장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 차폐층은
    열적외선을 차단하는 백금(Pt), 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al), 철(Fe), 구리(Cu), 산화주석(Tin Oxide), ITO(Indium Tin Oxide), ATO(Antimony Tin Oxide), Al2O3, ZnO, TiO2, IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 가시광선 및 적외선 위장용 반사형 표시장치.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 유체와 복수의 입자는, 군 베이지그레이, 군 포레스트그린, 군 올리브그린, 군 초콜릿색, 군 목탄색 중 적어도 두 개 이상의 색상으로 구성되는 가시광선 및 적외선 위장용 반사형 표시장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 상부기판은
    파장이 600~860nm 인 범위에서 투과율이 80% 이상인 재질로 형성되는 가시광선 및 적외선 위장용 반사형 표시장치.
  9. 청구항 5에 있어서,
    상기 단위셀은
    근적외선을 흡수하는 안료를 포함하는 제1 입자; 및
    근적외선을 반사하는 안료를 포함하는 제2 입자를 포함하는 가시광선 및 적외선 위장용 반사형 표시장치.
  10. 청구항 5의 가시광선 및 적외선 위장용 반사형 표시장치가 복수 개 배열되어, 전투차량의 외부를 둘러싸는 표시부;
    상기 전투차량의 전후좌우 주변 환경을 촬영하여 가시광선 영상 및 적외선 영상을 획득하는 카메라부; 및
    상기 가시광선 영상을 기준으로 가시광선 위장패턴을 형성하거나, 상기 적외선 영상을 기준으로 적외선 위장패턴을 형성하여 상기 표시부에 표시하는 영상 제어부를 포함하는 능동형 위장장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 영상 제어부는,
    상기 가시광선 영상을 분석하여 복수의 대표색상을 추출하고, 분포도를 분석하며, 상기 적외선 영상을 분석하여 적외선 반사율을 산출하는 영상분석모듈;
    상기 대표색상과 분포도를 기준으로 상기 표시부에 표시될 가시광선 위장패턴을 형성하고, 상기 적외선 반사율을 기준으로 상기 표시부에 표시될 적외선 위장패턴을 형성하는 패턴 형성 모듈; 및
    상기 패턴 형성 모듈로부터 형성된 상기 가시광선 위장패턴 또는 적외선 위장패턴이 상기 표시부에 표시되도록 상기 표시부를 제어하는 구동 모듈을 포함하는 능동형 위장장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    미리 준비된 가시광선 위장패턴 및 적외선 위장패턴이 저장된 패턴 데이터베이스를 더 포함하고,
    상기 패턴 형성 모듈은
    상기 대표색상, 분포도 및 적외선 반사율과 상기 패턴 데이터베이스에 저장된 위장패턴들을 비교하여 유사한 위장패턴을 선택하는 능동형 위장장치.
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