KR20220169000A - 고분자 분산 액정 기반 가변형 공간 필터 - Google Patents

Abstract

본 발명의 고분자 분산 액정 기반 가변형 공간 필터는 기판; 상기 기판의 표면 상에 배치되고, 제1 패턴이 형성된 제1 도전층; 및 상기 기판의 배면 상에 배치되고, 제2 패턴이 형성된 제2 도전층을 포함하고, 위에서 봤을 때, 상기 제1 패턴 및 상기 제2 패턴은 서로 오버랩되지 않을 수 있다.

Description

고분자 분산 액정 기반 가변형 공간 필터{VARIABLE SPATIAL FILTER BASED ON PDLC}

본 발명은 고분자 분산 액정 기반 가변형 공간 필터에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 전기장에 따라 투과율 변화가 가능한 전기-광학 기술 기반의 고분자 분산 액정 기반 가변형 공간 필터에 관한 것이다.

공간 필터는 레이저 빔을 비롯한 다양한 광원의 가우시안 빔 분포, 가간섭성 증가, 특정 영역의 빛 차단 등의 목적으로 활용되는 광학 소자 전반을 말한다. 특히, 레이저 광학 기반의 이미징 시스템에 적용되는 공간 필터는 마이크로 단위의 홀 또는 슬릿 형태로 구현되어 있다. 공간 필터의 크기는 이미지 해상도와 밝기를 결정할 수 있어, 관찰 목적에 따라 홀이나 슬릿의 크기 조절이 필요하다.

종래의 공간 필터는 고정형 공간 필터와 가변형 공간 필터로 나뉠 수 있다. 고정형 공간 필터의 경우, 필터의 크기와 위치 등의 조건이 고정되어 있다. 따라서, 이미징 시스템이나 제조업 분야에 적용하기 위해서는 목적에 따라 주기적인 교체가 필요하며, 교체할때마다 시스템 전체의 얼라인을 재설정해야 한다는 문제가 존재한다.

가변형 공간 필터는 기계적 구동 방식을 이용하여 크기가 조절된다. 그러나, 기계적 구동 방식은 영상 분야에 치명적일 수 있는 진동을 유발할 수 있다. 또한, 교체 시간이 길기 때문에, 실시간 이미징이 불가하며, 마모로 인한 짧은 수명 및 성능의 점진적인 저하의 문제가 존재한다. 따라서, 장비의 교체 또는 모터 없이 크기를 조절할 수 있는 공간 필터가 필요하다.

본 발명의 일 과제는 전기장에 따라 투과율 변화가 가능한 전기-광학 기술 기반의 고분자 분산 액정 기반 가변형 공간 필터에 관한 것이다.

일 실시예에 따른 고분자 분산 액정 기반 가변형 공간 필터는 기판; 상기 기판의 표면 상에 배치되고, 제1 패턴이 형성된 제1 도전층; 및 상기 기판의 배면 상에 배치되고, 제2 패턴이 형성된 제2 도전층을 포함하고, 위에서 봤을 때, 상기 제1 패턴 및 상기 제2 패턴은 서로 오버랩되지 않을 수 있다.

여기서, 상기 기판의 표면 상에 배치되고, 상기 제1 패턴에 전기적으로 연결되는 제1 복수의 가이드 라인; 및 상기 기판의 배면 상에 배치되고, 상기 제2 패턴에 전기적으로 연결되는 제2 복수의 가이드 라인을 더 포함하고, 위에서 봤을 때, 상기 제1 복수의 가이드 라인은 상기 제2 패턴과 적어도 일부가 오버랩되고, 상기 제2 복수의 가이드 라인은 상기 제1 패턴과 적어도 일부가 오버랩될 수 있다.

여기서, 상기 제1 패턴은 제1 서브 패턴 및 상기 제1 서브 패턴과 인접한 제2 서브 패턴을 포함하고, 상기 제1 서브 패턴 및 상기 제2 서브 패턴은 패터닝 라인에 의해 서로 전기적으로 구별될 수 있다.

여기서, 인가되는 전압을 통해 상기 제1 서브 패턴 및 상기 제2 서브 패턴에 의한 투과도가 서로 상이하게 조절될 수 있도록, 제1 복수의 가이드 라인 및 제2 복수의 가이드 라인은 서로 전기적으로 연결되지 않을 수 있다.

여기서, 상기 제1 도전층 상에 배치되는 제1 고분자 분산 액정; 및 상기 제1 고분자 분산 액정의 투과도를 조절하기 위해, 상기 제1 고분자 분산 액정 상에 배치되어 제1 전원에 의해 전압이 인가되는 제3 도전층을 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 제2 도전층의 하부에 배치되는 제2 고분자 분산 액정; 및 상기 제2 고분자 분산 액정의 투과도를 조절하기 위해, 상기 제2 고분자 분산 액정의 하부에 배치되어 제2 전원에 의해 전압이 인가되는 제4 도전층을 더 포함할 수 있다.

일 실시예에 따른 이미지 프로세싱 장치는 물체에 의해 반사된 빛 중 일부를 통과시켜 푸리에 평면을 형성하는 고분자 분산 액정 기반 가변형 공간 필터를 포함하고, 상기 고분자 분산 액정 기반 가변형 공간 필터는, 기판; 상기 기판의 표면 상에 배치되고, 제1 패턴이 형성된 제1 도전층; 및 상기 기판의 배면 상에 배치되고, 제2 패턴이 형성된 제2 도전층을 포함하고, 위에서 봤을 때, 상기 제1 패턴 및 상기 제2 패턴은 서로 오버랩되지 않을 수 있다.

일 실시예에 따른 광 필터링 장치는 광을 파장을 따라 분리시키는 회절 격자; 및 상기 회절 격자에 의해 분리된 파장 중 일부를 통과시키는 고분자 분산 액정 기반 가변형 공간 필터를 포함하고, 상기 고분자 분산 액정 기반 가변형 공간 필터는, 기판; 상기 기판의 표면 상에 배치되고, 제1 패턴이 형성된 제1 도전층; 및 상기 기판의 배면 상에 배치되고, 제2 패턴이 형성된 제2 도전층을 포함하고, 위에서 봤을 때, 상기 제1 패턴 및 상기 제2 패턴은 서로 오버랩되지 않을 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 전기장에 따라 투과율 변화가 가능한 전기-광학 기술 기반의 고분자 분산 액정 기반 가변형 공간 필터가 제공될 수 있다.

도 1 및 도 2는 일 실시예에 따른 도전층 패터닝 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3 및 도 4는 일 실시예에 따른 고분자 분산 액정 기반 가변형 공간 필터의 투과 예시를 설명하기 위한 도면이다.
도 5 및 도 6은 다른 일 실시예에 따른 고분자 분산 액정 기반 가변형 공간 필터를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 고분자 분산 액정 기반 가변형 공간 필터의 가이드 라인 배치를 설명하기 위한 도면이다.
도 8 및 도 9은 고분자 분산 액정 기반 가변형 공간 필터를 이용한 이미지 프로세싱 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 10 및 도 11은 고분자 분산 액정 기반 가변형 공간 필터를 이용한 광 필터링 장치를 설명하기 위한 도면이다.

본 명세서에 기재된 실시예는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 명확히 설명하기 위한 것이므로, 본 발명이 본 명세서에 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범위는 본 발명의 사상을 벗어나지 아니하는 수정예 또는 변형예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하여 가능한 현재 널리 사용되고 있는 일반적인 용어를 선택하였으나 이는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자의 의도, 판례 또는 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 다만, 이와 달리 특정한 용어를 임의의 의미로 정의하여 사용하는 경우에는 그 용어의 의미에 관하여 별도로 기재할 것이다. 따라서 본 명세서에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가진 실질적인 의미와 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 한다.

본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명을 용이하게 설명하기 위한 것으로 도면에 도시된 형상은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 필요에 따라 과장되어 표시된 것일 수 있으므로 본 발명이 도면에 의해 한정되는 것은 아니다.

본 명세서에서 본 발명에 관련된 공지의 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 이에 관한 자세한 설명은 필요에 따라 생략하기로 한다.

본원 발명은 전기장에 따라 투과율을 변화시킬 수 있는 전기-광학 기술이 적용된 공간 필터에 관한 것이다. 구체적으로, 본원 발명은 고분자 분산 액정(PDLC: Polymer Dispersed Liquid Crystals)을 기반으로 하는 공간 필터에 관한 것이다. 본원 발명의 공간 필터는 기계적 구동 방식을 적용하지 않기 때문에, 진동이 없으며, 교체 시간이 짧고 응답 속도가 빠르다.

본원 발명의 공간 필터는 전기장 인가를 위해 투명 전극이 도포된 유리 등의 기판을 활용할 수 있다. 또한, 극초단파 레이저를 이용하여 기판 표면을 패터닝하여, 투명 전극을 선택적으로 단선, 결선시킬 수 있다. 따라서, 본원 발명의 공간 필터는 특정 영역에 선택적으로 전기장을 인가하여, 영역의 투과도를 조절할 수 있다.

이하에서, 본원 발명의 공간 필터의 구조 및 제작 방법에 대해 자세하게 설명한다.

도 1 및 도 2는 일 실시예에 따른 도전층 패터닝 과정을 설명하기 위한 도면이다.

도 1은 레이저를 이용한 패터닝 과정 및 공간 필터의 기본 구조에 대한 도면이다.

도 1을 참조하면, 고분자 분산 액정 기반 가변형 공간 필터는 레이저(10)를 이용하여 기판 상에 배치된 도전층(20)을 패터닝함으로써 형성될 수 있다.

기판은 빛의 투과를 위해 투명한 재질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 기판은 유리 또는 투명한 플라스틱을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

기판 상에 배치된 도전층(20)은 금속의 얇은 층으로, 전기적 연결이 가능한 층을 의미할 수 있다. 도전층(20)은 투명 도전성 금속 산화물(TCO)을 포함할 수 있다. 본원 발명에서는 도전층(20)이 인듐 주석 산화물(ITO)을 포함하는 예시에 대해서만 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않는다.

예를 들어, 도전층(20)은 인듐 주석 산화물(ITO), 플루오르화된 주석 산화물(FTO) 및 알루미늄 도핑된 주석 산화물(AZO) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한 도전층(20)은 나노와이어, 탄소 나노튜브, 그래핀, 도전성 중합체, 폴리 폴리스티렌 설포네이트(PEDOT:PSS), 금속 메쉬 및 은 나노 입자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

도전층(20)을 레이저(10)로 패터닝함으로써, 패터닝 라인(11)이 형성될 수 있다. 패터닝 라인(11)은 도전층(20)의 물질이 제거된 영역으로서, 전도가 되지 않는 영역을 의미할 수 있다.

패터닝 라인(11)에 의해, 도전층(20)은 복수의 영역으로 분리될 수 있다. 본원 발명의 공간 필터는 도전층(20)의 분리된 복수의 영역 각각에 인가하는 전압을 달리하여, 투과도를 조절하는 것을 특징으로 한다.

도 2는 도 1의 과정에 의해 패터닝된 기판 및 도전층을 설명하기 위한 도면이다. 도 2(a)는 슬릿 형태의 공간 필터의 예시이고, 도 2(b)는 핀홀 형태의 공간 필터의 예시이다.

도 2(a)를 참조하면, 레이저(10)를 이용한 패터닝에 의해, 도전층(40)은 복수의 영역(41, 42, 43)으로 구분될 수 있다. 레이저(10)를 이용하여 다각형 모양 기반의 패터닝을 함으로써, 슬릿 형태의 공간 필터가 형성될 수 있다. 구체적으로, 다각형 형태의 패터닝에 의해, 제1 영역(41), 제2 영역(42) 및 제3 영역(43)이 생성 및 구분될 수 있다.

도 2(b)를 참조하면, 레이저(10)를 이용한 패터닝에 의해, 도전층(50)은 복수의 영역(51, 52, 53)으로 구분될 수 있다. 레이저(10)를 이용하여 다각형 및 원형 모양 기반의 패터닝을 함으로써, 핀홀 형태의 공간 필터가 형성될 수 있다. 구체적으로, 다각형 및 원형 형태의 패터닝에 의해, 제1 영역(51), 제2 영역(52) 및 제3 영역(53)이 생성 및 구분될 수 있다.

도 2와 같이, 패터닝에 의해 구분된 제1 영역, 제2 영역 및 제3 영역 각각에 전압을 인가함으로써, 각 영역의 투과도가 결정될 수 있다. 또한, 전압의 크기를 조절함으로써, 각 영역의 투과도가 목적에 따라 조절될 수 있다.

도 3 및 도 4는 일 실시예에 따른 고분자 분산 액정 기반 가변형 공간 필터의 투과 예시를 설명하기 위한 도면이다.

도 3은 슬릿 형태의 공간 필터의 투과 예시를 설명하기 위한 도면이다. 도 3(a)는 패터닝에 의해 형성된 공간 필터의 형태이고, 도 3(b) 내지 도 3(h)는 각 구역을 온/오프 시켜 구현된 공간 필터의 예시이다.

도 3(a)를 참조하면, 레이저(10)에 의해 형성된 패터닝 라인에 의해, 도전층은 다각형 형태의 제1 구역, 제2 구역 및 제3 구역으로 구분될 수 있다.

도 3(b)는 제1 구역을 온 시켰을 때의 투과 형태이고, 도 3(c)는 제1 구역 및 제2 구역을 온 시켰을 때의 투과 형태이고, 도 3(d)는 제1 구역, 제2 구역 및 제3 구역을 모두 온 시켰을 때의 투과 형태이다.

도 3(e)는 제2 구역을 온 시켰을 때의 투과 형태이고, 도 3(f)는 제3 구역을 온 시켰을 때의 투과 형태이고, 도 3(g)는 제1 구역 및 제3 구역을 온 시켰을 때의 투과 형태이고, 도 3(h)는 제2 구역 및 제3 구역을 온 시켰을 때의 투과 형태이다.

도 3과 같이, 패터닝 라인에 의해 구분된 영역 각각을 온/오프 시킴으로써, 다양한 투과 형태가 형성될 수 있다.

도 4는 핀홀 형태의 공간 필터의 투과 예시를 설명하기 위한 도면이다. 도 4(a)는 패터닝에 의해 형성된 공간 필터의 형태이고, 도 4(b) 내지 도 4(f)는 각 구역을 온/오프 시켜 구현된 공간 필터의 예시이다.

도 4(a)를 참조하면, 레이저(10)에 의해 형성된 패터닝 라인에 의해, 도전층은 핀홀 형태의 제1 구역, 제2 구역 및 제3 구역으로 구분될 수 있다.

도 4(b)는 제1 구역을 온 시켰을 때의 투과 형태이고, 도 4(c)는 제1 구역 및 제2 구역을 온 시켰을 때의 투과 형태이고, 도 4(d)는 제1 구역, 제2 구역 및 제3 구역을 모두 온 시켰을 때의 투과 형태이다.

도 4(e)는 제2 구역을 온 시켰을 때의 투과 형태이고, 도 5(f)는 제3 구역을 온 시켰을 때의 투과 형태이다.

도 4와 같이, 패터닝 라인에 의해 구분된 영역 각각을 온/오프 시킴으로써, 다양한 투과 형태가 형성될 수 있다.

도 5 및 도 6은 다른 일 실시예에 따른 고분자 분산 액정 기반 가변형 공간 필터를 설명하기 위한 도면이다.

도 5는 기판의 양면 형성된 도전층을 패터닝하여 공간 필터를 형성하는 다른 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다. 도 5(a)는 기판의 양면을 패터닝하는 과정을 설명하기 위한 도면이고, 도 5(b)는 기판의 양면에 형성된 패터닝된 도전층을 포함하는 공간 필터의 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 5(a)를 참조하면, 기판의 표면 및 배면에 도포된 도전층은 레이저에 의해 패터닝될 수 있다. 기판의 양면을 패터닝 해야하기 때문에, 일면 먼저 패터닝된 후, 타면은 나중에 패터닝될 수 있다. 도 5(a)는 설명의 편의상 배면을 패터닝하는 레이저의 방향이 빔이 기판을 투과하는 것처럼 위에서 아래로 도시되었으나, 빔을 아래에서 위로 조사하는 레이저로 이해될 수 있을 것이다.

바람직하게는, 기판의 배면 상에 배치된 도전층이 먼저 패터닝되고, 기판의 표면 상에 배치된 도전층은 나중에 패터닝될 수 있다. 기판의 표면 상에 배치된 도전층이 먼저 패터닝된다면, 배면 상에 배치된 도전층을 패터닝할 때, 표면의 도전층이 영향을 받아 물성이 변할 수 있기 때문이다.

도 5(b)를 참조하면, 다른 일 실시예에 따른 고분자 분산 액정 기반의 공간 필터는 기판, 패터닝된 도전층, 고분자 분산 액정, 패터닝 되지 않은 도전층을 포함할 수 있다.

기판의 상부를 먼저 설명하면, 기판의 표면 상에 도전층은 레이저에 의해 패터닝될 수 있다. 패터닝된 도전층의 상부에는 고분자 분산 액정(PDLC)이 배치될 수 있다. 고분자 분산 액정의 상부에는 패터닝되지 않은 도전층이 배치될 수 있다. 패터닝되지 않은 도전층의 상부에는 또 다른 기판이 배치될 수 있다.

구체적으로, 공간 필터는 기판의 표면 상에 배치된 제1 도전층(패터닝된 도전층), 제1 도전층 상에 배치되는 제1 고분자 분산 액정, 제1 고분자 분산 액정 상에 배치되는 제3 도전층(패터닝되지 않은 도전층)을 포함할 수 있다.

제1 도전층 및 제3 도전층에는 제1 전원을 통해 전압이 인가될 수 있다. 제1 도전층 및 제3 도전층에 전압이 인가되어, 도전층 사이에 존재하는 제1 고분자 분산 액정의 물성이 변화될 수 있다. 이에 따라 제1 고분자 분산 액정의 투과도가 조절될 수 있다.

기판의 하부를 설명하면, 기판의 배면 상에 도전층은 레이저에 의해 패터닝될 수 있다. 패터닝된 도전층의 하부에는 고분자 분산 액정이 배치될 수 있다. 고분자 분산 액정의 하부에는 패터닝되지 않은 도전층이 배치될 수 있다. 패터닝되지 않은 도전층의 하부에는 또 다른 기판이 배치될 수 있다.

구체적으로, 공간 필터는 기판의 배면 상에 배치된 제2 도전층(패터닝된 도전층), 제2 도전층의 하부에 배치되는 제2 고분자 분산 액정, 제2 고분자 분산 액정의 하부에 배치되는 제4 도전층(패터닝되지 않은 도전층)을 포함할 수 있다.

제2 도전층 및 제4 도전층에는 제2 전원을 통해 전압이 인가될 수 있다. 제2 도전층 및 제4 도전층에 전압이 인가되어, 도전층 사이에 존재하는 제2 고분자 분산 액정의 물성이 변화될 수 있다. 이에 따라, 제1 고분자 분산 액정의 투과도가 조절될 수 있다.

도 6은 기판의 표면 및 배면 상에 패터닝된 도전층과 공간 필터의 예시 형태를 설명하기 위한 도면이다.

도 6(a) 및 도 6(b)는 기판의 표면 상에 배치된 도전층의 패턴을 나타내는 도면이고, 도 6(c) 및 도 6(d)는 기판의 배면 상에 배치된 도전층의 패턴을 나타내는 도면이고, 도 6(e)는 공간 필터의 예시적인 투과 형태를 나타내는 도면이다.

도 6(a) 및 도 6(b)를 참조하면, 기판의 표면상에 배치된 제1 도전층은 제1 패턴(110)을 포함할 수 있다. 이때, 제1 패턴(110)은 복수의 서브 패턴(111, 112)을 포함하는 적어도 하나 이상의 컬럼(column) 형태일 수 있다. 구체적으로, 제1 패턴(110)은 n개의 서브 패턴이 일 축을 따라 정렬된 형태일 수 있다. 도 6(a) 및 도 6(b)에서는 제1 패턴(110)의 형태가 사각형으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않고, 제1 패턴은 삼각형, 마름모, 허니콤(honeycomb), 원형 등의 형태를 가질 수도 있다.

제1 도전층은 복수의 서브 패턴과 전기적으로 연결된 복수의 가이드 라인(121)을 포함할 수 있다. 각 서브 패턴에는 상이한 크기의 전압이 인가될 수 있기 때문에, 제1 도전층은 서브 패턴 각각에 독립적으로 전압을 공급할 수 있는 가이드 라인을 포함할 수 있다.

도 6에는 가이드 라인이 하나의 선으로 도시되어 있으나, 가이드 라인은 도 2의 슬릿 형태의 패터닝 라인에 의해 형성될 수 있다. 구체적으로, 가이드 라인은 2개의 패터닝 라인에 의해 형성되어, 일정 면적을 가지는 면일 수 있다.

가이드 라인이 일정한 면적을 가지기 때문에, 연결된 서브 패턴의 투과도와 함께 가이드 라인의 투과도도 함께 조절될 수 있다. 구체적으로, 제1 서브 패턴에 전압을 인가하기 위해, 제1 서브 패턴과 연결된 제1 가이드 라인에 전압을 인가하게 된다. 전압이 인가된 제1 서브 패턴은 투과도가 증가하여 빛을 투과할 수 있게 되고, 이에 따라 제1 서브 패턴과 연결되니 제1 가이드 라인의 면적의 투과도도 증가하여 상기 면적에서도 빛이 투과되게 된다. 따라서, 제1 서브 패턴에 대응되는 영역만 빛을 투과하기 위해서는, 가이드 라인이 가지는 면적의 빛 투과를 해결해야 한다.

본원 발명은 기판의 배면 상에 배치된 제2 도전층의 패턴을 이용하여, 기판의 표면 상에 배치된 제1 도전층의 가이드 라인의 빛 투과 문제를 해결할 수 있다. 구체적으로, 본원 발명의 공간 필터는 제1 도전층의 패턴과 제2 도전층의 패턴을 오버랩되지 않는다. 또한, 본원 발명의 공간 필터는 제1 도전층의 가이드 라인과 제2 도전층의 패턴이 적어도 일부가 오버랩되고, 제2 도전층의 가이드 라인과 제1 도전층의 패턴이 적어도 일부가 오버랩된다.

도 6(c) 및 도 6(d)를 참조하면, 기판의 배면 상에 배치된 제2 도전층은 제2 패턴(130)을 포함할 수 있다. 이때, 제2 패턴(130)은 복수의 서브 패턴을 포함하는 적어도 하나 이상의 컬럼 형태일 수 있다. 제2 패턴의 형태는 제1 패턴에 의해 결정될 수 있다. 구체적으로, 제2 패턴의 형태는 제1 패턴에 포함된 서브 패턴들에 의해 커버되지 않은 영역일 수 있다.

제2 도전층은 복수의 서브 패턴과 전기적으로 연결된 복수의 가이드 라인(141)을 포함할 수 있다. 각 서브 패턴에는 상이한 크기의 전압이 인가될 수 있기 때문에, 제2 도전층은 서브 패턴 각각에 독립적으로 전압을 공급할 수 있는 가이드 라인을 포함할 수 있다.

기판과 도전층을 위에서 봤을 때, 제1 도전층의 제1 패턴(110)과 제2 도전층의 제2 패턴(130)은 오버랩되지 않을 수 있다. 제1 패턴(110)과 제2 패턴(130)이 오버랩되지 않기 때문에, 제1 도전층 및 제2 도전층에 포함된 서브 패턴에 선택적으로 전압을 인가하여, 빛을 투과하고 싶은 영역을 설정할 수 있다.

또한, 기판과 도전층을 위에서 봤을 때, 제1 도전층의 가이드 라인(121)은 제2 도전층의 패턴(130)과 오버랩될 수 있다. 따라서, 제1 패턴(110)의 제1 서브 패턴(113)에 대응되는 영역의 투과도를 높이기 위해, 제1 가이드 라인(121)에 전압을 인가할 때 제1 가이드 라인(121)의 면적에도 투과도가 높아지는 문제를 해결할 수 있다.

구체적으로, 제1 서브 패턴(113)의 투과도를 높이기 위해, 제1 가이드 라인(121)에 전압이 인가된다. 이에 따라, 전압이 인가된 제1 가이드 라인(121)의 면적도 전압에 의해 투과도가 높아질 수 있다.

그러나, 위에서 봤을 때, 제1 가이드 라인(121)은 제2 도전층의 제2 패턴(130)과 오버랩되므로, 제2 패턴(130)에 전압을 인가하지 않는다면, 제1 가이드 라인(121)의 면적에 대응되는 영역은 제2 패턴(130)에 의해 빛을 투과할 수 없다. 마찬가지로, 제2 패턴에 포함된 제2 서브 패턴의 투과도를 조절할 때에도 제2 서브 패턴과 연결된 제2 가이드 라인의 면적에 대응되는 영역은 제1 도전층의 제1 패턴(110)에 의해 빛을 투과할 수 없다.

따라서, 본원 발명의 공간 필터는 도전층의 특정 영역의 투과도를 선택적으로 조절할 수 있음과 동시에, 특정 영역과 연결된 가이드 라인의 비침 문제를 해결할 수 있다.

도 6(e)를 참조하면, 도 6(a) 및 도 6(c)에서 화살표로 온(ON) 표시된 서브 패턴에 대응되는 영역의 투과도가 조절된 것을 확인할 수 있다. 빛을 투과시키는 영역이 선택적으로 설정될 수 있으며, 상기 영역의 가이드 라인은 보이지 않게 된다. 즉, 본원 발명의 공간 필터는 필터의 사용 목적에 따라 선택적으로 특정 영역의 투과도를 조절할 수 있고, 가이드 라인을 숨길 수 있다.

도 7은 일 실시예에 따른 고분자 분산 액정 기반 가변형 공간 필터의 가이드 라인 배치를 설명하기 위한 도면이다.

도 7(a)는 일 실시예에 따른 기판 표면에 배치된 가이드 라인을 설명하기 위한 도면이고, 도 7(b)는 일 실시예에 따른 기판 배면에 배치된 가이드 라인을 설명하기 위한 도면이고, 도 7(c)는 도 7(a) 및 도 7(b)를 오버랩하여 위에서 봤을 때의 모습을 도시한 도면이다.

기판의 표면 또는 배면에 배치된 패턴과 패턴에 포함된 서브 패턴의 형태에 따라, 가이드 라인의 배치가 달라질 수 있다. 예를 들어, 패턴의 열(column)의 개수가 많아질수록, 투과도와 관련하여 가이드 라인의 배치에 문제가 있을 수 있다. 본원 발명은 일면의 가이드 라인이 타면의 패턴과 오버랩되는 영역을 최소화시킬 수 있는 배치에 대해 설명한다.

도 7(a)를 참조하면, 가이드 라인은 이웃한 서브 패턴에 대하여 위아래로 교번하여 서브 패턴에 연결될 수 있다. 구체적으로, 제1 서브 패턴(151)과 전기적으로 연결된 가이드 라인은 제1 서브 패턴(151)의 상부에 연결될 수 있다. 또한, 제1 서브 패턴(151)과 이웃하는 제2 서브 패턴(153)과 전기적으로 연결된 가이드 라인은 제2 서브 패턴(153)의 하부에 연결될 수 있다.

이와 같이, 기판의 일면에 배치된 가이드 라인은 이웃한 서브 패턴에 대하여 상부 및 하부로 교번하여 서브 패턴과 연결될 수 있다. 이는 도 7(b)에 도시된 바와 같이 일면의 반대면인 타면에 배치된 가이드 라인도 마찬가지이다.

도 7(c)를 참조하면, 위에서 봤을 때 서브 패턴의 일 영역에 가이드 라인이 오버랩되긴 하나, 그 영역이 최소화된 것을 알 수 있다. 도 7에 도시된 예시에 한정되지 않고, 가이드 라인의 배치 형태는 서브 패턴의 형태, 개수 및 목적에 따라 달라질 수 있다.

도 8 및 도 9은 고분자 분산 액정 기반 가변형 공간 필터를 이용한 이미지 프로세싱 장치를 설명하기 위한 도면이다.

도 8은 고분자 분산 액정 기반 가변형 공간 필터를 포함하는 이미지 프로세싱 장치의 구조에 대한 예시를 설명하기 위한 도면이다.

도 8을 참조하면, 이미지 프로세싱 장치는 물체(210)의 상을 굴절 및/또는 투과시키는 제1 렌즈(221), 제1 렌즈(221)에 의해 굴절 및/또는 투과된 빛을 수신하는 고분자 분산 액정 기반 가변형 공간 필터(230), 공간 필터(230)를 통과한 빛을 수신하여 이미지(240)를 생성하는 제2 렌즈(222)를 포함할 수 있다.

공간 필터(230)는 빛을 수신하여, 푸리에 평면 상에 물체(210)의 상을 생성할 수 있다. 공간 필터(230)의 투과 영역은 물체의 형상에 따라 설정될 수 있다. 도 9을 참조하여, 푸리에 평면 상에 생성된 물체(210)의 상을 설명한다.

도 9는 공간 필터를 통과한 이미지를 설명하기 위한 도면이다. 도 9(a)는 공간 필터(230)를 사용하지 않았을 때의 물체(210)의 이미지이고, 도 9(b)는 공간 필터(230)를 사용했을 때의 물체(210)의 이미지이다.

공간 필터(230)의 투과 영역을 조절하여, 도 9(b)와 같이 화살표(물체, 210)의 외곽선 이미지만 생성할 수 있다. 구체적으로, 화살표의 외곽선 부분에 대응되는 영역의 투과도만 설정하여, 도 9(b)와 같은 이미지를 생성할 수 있다.

도 8 및 도 9와 같이, 본원 발명의 고분자 분산 액정 기반 가변형 공간 필터는 이미지를 필터링하는 이미지 프로세싱 장치에 사용될 수 있다.

도 10 및 도 11은 고분자 분산 액정 기반 가변형 공간 필터를 이용한 광 필터링 장치를 설명하기 위한 도면이다.

도 10은 고분자 분산 액정 기반 가변형 공간 필터를 포함하는 광 필터링 장치의 구조에 대한 예시를 설명하기 위한 도면이다.

도 10을 참조하면, 광 필터링 장치는 광(310)을 파장에 따라 분산시키는 회절 격자(320) 및 고분자 분산 액정 기반 가변형 공간 필터(330)를 포함할 수 있다.

회절 격자(320)는 나노 기둥 등의 작은 소자를 통해 광원을 회절시켜 파장별로 분리할 수 있다. 회절 격자(320)의 형태 및 크기는 사용 목적에 따라 달라질 수 있다.

공간 필터(330)는 회절 격자(320)에 의해 분산된 광을 수신할 수 있다. 공간 필터(330)에 선택적으로 투과성을 가진 영역에 의해, 일부 파장만 투과될 수 있다. 도 11을 참조하여, 선택적으로 파장을 걸러낼 수 있는 공간 필터에 대해 설명한다.

도 11은 공간 필터를 통과한 파장을 설명하기 위한 도면이다.

도 11(a)를 참조하면, 공간 필터(330)의 도전층의 제1 영역(331), 제2 영역(332) 및 제3 영역(333)에 전압을 인가함으로써, 각 영역에 대응되는 파장(또는 주파수)을 가진 광이 선택적으로 투과될 수 있다.

도 11(a)는 제1 영역(331), 제2 영역(332) 및 제3 영역(333)에 대응되는 파장을 가진 광이 투과된 모습을 나타낸 것이다. 도 11(b)은 제2 영역(332)에 대응되는 파장을 가진 광이 투과된 모습을 나타낸 것이다. 도 11(c)는 제1 영역(331) 및 제3 영역(333)에 대응되는 파장을 가진 광이 투과된 모습을 나타낸 것이다.

도 10 및 도 11과 같이, 본원 발명의 고분자 분산 액정 기반 가변형 공간 필터는 광을 선택적으로 투과시키는 광 필터링 장치에 사용될 수 있다.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (8)

1. 기판;
   상기 기판의 표면 상에 배치되고, 제1 패턴이 형성된 제1 도전층; 및
   상기 기판의 배면 상에 배치되고, 제2 패턴이 형성된 제2 도전층을 포함하고,
   위에서 봤을 때, 상기 제1 패턴 및 상기 제2 패턴은 서로 오버랩되지 않는
   고분자 분산 액정 기반 가변형 공간 필터.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 기판의 표면 상에 배치되고, 상기 제1 패턴에 전기적으로 연결되는 제1 복수의 가이드 라인; 및
   상기 기판의 배면 상에 배치되고, 상기 제2 패턴에 전기적으로 연결되는 제2 복수의 가이드 라인을 더 포함하고,
   위에서 봤을 때, 상기 제1 복수의 가이드 라인은 상기 제2 패턴과 적어도 일부가 오버랩되고, 상기 제2 복수의 가이드 라인은 상기 제1 패턴과 적어도 일부가 오버랩되는
   고분자 분산 액정 기반 가변형 공간 필터.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1 패턴은 제1 서브 패턴 및 상기 제1 서브 패턴과 인접한 제2 서브 패턴을 포함하고,
   상기 제1 서브 패턴 및 상기 제2 서브 패턴은 패터닝 라인에 의해 서로 전기적으로 구별되는
   고분자 분산 액정 기반 가변형 공간 필터.
   
4. 제3항에 있어서,
   인가되는 전압을 통해 상기 제1 서브 패턴 및 상기 제2 서브 패턴에 의한 투과도가 서로 상이하게 조절될 수 있도록, 제1 복수의 가이드 라인 및 제2 복수의 가이드 라인은 서로 전기적으로 연결되지 않은
   고분자 분산 액정 기반 가변형 공간 필터.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 제1 도전층 상에 배치되는 제1 고분자 분산 액정; 및
   상기 제1 고분자 분산 액정의 투과도를 조절하기 위해, 상기 제1 고분자 분산 액정 상에 배치되어 제1 전원에 의해 전압이 인가되는 제3 도전층을 더 포함하는
   고분자 분산 액정 기반 가변형 공간 필터.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 제2 도전층의 하부에 배치되는 제2 고분자 분산 액정; 및
   상기 제2 고분자 분산 액정의 투과도를 조절하기 위해, 상기 제2 고분자 분산 액정의 하부에 배치되어 제2 전원에 의해 전압이 인가되는 제4 도전층을 더 포함하는
   고분자 분산 액정 기반 가변형 공간 필터.
   
7. 물체에 의해 반사된 빛 중 일부를 통과시켜 푸리에 평면을 형성하는 고분자 분산 액정 기반 가변형 공간 필터를 포함하고,
   상기 고분자 분산 액정 기반 가변형 공간 필터는,
   기판;
   상기 기판의 표면 상에 배치되고, 제1 패턴이 형성된 제1 도전층; 및
   상기 기판의 배면 상에 배치되고, 제2 패턴이 형성된 제2 도전층을 포함하고,
   위에서 봤을 때, 상기 제1 패턴 및 상기 제2 패턴은 서로 오버랩되지 않는
   이미지 프로세싱 장치.
   
8. 광을 파장을 따라 분리시키는 회절 격자; 및
   상기 회절 격자에 의해 분리된 파장 중 일부를 통과시키는 고분자 분산 액정 기반 가변형 공간 필터를 포함하고,
   상기 고분자 분산 액정 기반 가변형 공간 필터는,
   기판;
   상기 기판의 표면 상에 배치되고, 제1 패턴이 형성된 제1 도전층; 및
   상기 기판의 배면 상에 배치되고, 제2 패턴이 형성된 제2 도전층을 포함하고,
   위에서 봤을 때, 상기 제1 패턴 및 상기 제2 패턴은 서로 오버랩되지 않는
   광 필터링 장치.

Images