KR100196774B1 - 화상표시장치 - Google Patents

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KR100196774B1
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요시히로 이즈미
히로시 하마다
가즈히꼬 쯔다
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쓰지 하루오
샤프 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 화상표시장치는, 컬러 표시를 위한 화상정보를 갖는 복수의 광화상을 병치혼색화한 상태로 투사하기 위한 화상투사수단; 및 대향하는 두 면을 갖는 직시형 스크린을 포함하며, 상기 화상투사수단에서 스크린의 두 대향 면중 일방으로 투사된 복수의 광화상은 상기 두 대향면중 타 방면의 광학특성을 변화시킴으로써 컬러 표시를 위한 화상정보를 기입하며; 컬러 표시를 위한 기입 화상정보는 타 방면으로 부터의 외주광을 이용하여 독출됨으로써, 컬러 표시를 행한다.

Description

화상표시장치
제1도는 본 발명의 실시예 1에 의한 화상표시장치의 전체 구성을 보인 사시도이다.
제2도는 상기 본 발명의 실시예 1에 의한 화상표시장치의 스크린의 기본 구조를 보인 단면도이다.
제3도는 상기 본 발명의 실시예 1의 화상표시장치에 의해 행해지는 표시원리를 설명하는 개략도이다.
제4도는 본 발명의 실시예 2에 의한 화상표시장치의 레이저를 사용한 점순차 주사 광학시스템의 기본 구조를 보인 사시도이다.
제5도는 상기 본 발명의 실시예 2에 의한 화상표시장치의 스크린의 기본 구조를 보인 단면도이다.
제6도는 본 발명의 실시예 3에 의한 컬러 화상표시장치의 스크린의 기본 구조를 보인 단면도이다.
제7도는 입사광의 파장에 대한 수소화 비정질 실리콘(a-Si:H)의 광도전성의 의존성을 보인 그래프이다.
제8도는 R, G, B 컬러의 화상 정보가 스크린 내부에 평행하게 분리되는, 상기 본 발명의 실시예 3에 의한 컬러 화상표시장치의 스크린의 기본 구조를 보인 단면도이다.
제9도는 레이저빔의 주사방향이 컬러필터의 배치방향에 평행한, 본 발명의 실시예 4에 의한 컬러 화상표시장치의 스크린의 기본 구조를 보인 사시도이다.
제10도는 레이저빔의 주사방향이 컬러필터의 배치방향에 수직인, 본 발명의 실시예 4에 의한 컬러 화상표시장치의 스크린의 기본 구조를 보인 사시도이다.
제11도는 본 발명의 실시예 5에 의한 화상표시장치의 스크린의 기본 구조를 보인 단면도이다.
제12도는 본 발명의 실시예 6에 의한 화상표시장치의 스크린의 기본 구조를 보인 단면도이다.
제13도는 본 발명의 실시예 7에 의한 화상표시장치의 스크린의 기본 구조를 보인 단면도이다.
제14도는 본 발명의 실시예 7에 의한 화상표시장치의 스크린의 기본 구조를 보인 단면도이다.
제15도는 액정패널을 사용한 종래 배면투사형 화상표시장치의 광학방식을 보인 개략도이다.
제16도는 액정패널을 사용한 종래 배면투사형 화상표시장치의 내부 배치를 보인 사시도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
5 : 광원 2 : 투사광학시스템
3 : 투사렌즈 4 : 스크린
5,6 : 투사미러 7 : 기입광
8 : 판독광 41,42 : 투명기판
43 : 투명도전막 44 : 광도전막
46 : 액정층 47 : 투명도전막
48 : 전원
본 발명은 각종 오디오-비쥬얼(AV) 장치 및 사무자동화(OA) 장치에 사용가능한 직시형 화상표시장치에 관한 것이다.
가까운 미래에 고품위 텔레비젼 세트(HDTV)를 광범위하게 보급하기 위해 보다 대형이면서 대용량의 화상정보를 갖는 표시장치가 요구되고 있다. 특히, 화상의 고해상도화에 따라 화면의 화소의 수가 24만개, 즉 400 x 600에서, 100만개, 즉 1000 x 1000이상 까지 증가되도록 요망되고 화면의 사이즈도 종래의 20형에서 40형으로 확대되도록 요망되고 있다.
브라운관(또는 음극선관 : CRT)을 사용한 종래의 직시형 TV는 가정용으로 이와 같은 대용량 표시장치를 실현하는 것이 불충분하다. 그 이유는 종래의 직시형 TV가 여러가지 측면, 즉 중량, 체적 및 소비전력등에서 문제점을 갖고 있기 때문이다. 따라서, 이러한 문제들을 해결할 수 있는 표시장치를 개발하는 것이 요망된다.
CRT이외에, 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)와 같은 발광형 표시장치; 백라이트를 사용한 직시형 액정표시장치(LCD); 및 투사형 표시장치등과 같은 각종 표시장치들이 일반적으로 사용된다. 상기 요망사항을 만족하도록, 상기와 같은 각종 표시장치들을 개발하기 위한 활발한 연구가 진행되고 있다.
이와 같은 추세하에, CRT 또는 LCD 패널에 표시된 화상을 확대함으로써 대화면표시를 실현하기 위해 투사형 표시장치(또는 프로젝터)가 현재 상품화되고 있다.
이와 같은 투사형 표시장치의 한 예로, 액정패널을 사용한 배면투사형 표시장치(또는 리어 프로젝터)가 문헌 Display and Imaging(Vol.1, No.1, p. 25, 1992)에 기술되어 있다. 상기 문헌에 기술된 표시장치를 제15도를 참조하여 이하에 기술한다.
제15도는 배면투사형 표시장치의 광학 시스템을 나타낸다. 이 표시장치는 주요 구성 부품으로 광원(또는 램프)(101); 콜드 미러(102); 투사 광학 시스템(110); 및 투사렌즈(103)를 포함한다. 상기 투사 광학 시스템(110)은 스펙터 분산, 합성용 다이크로익 미러(111); 콘덴서 렌즈(112); 및 적(R), 녹(G), 청(B)의 3원색을 표시하기 위한 액정패널(113)을 포함한다. 이들 구성 부품에 더해, 표시장치는 두개의 투사 미러(104, 105); 및 투과형 스크린(106)을 더 포함한다.
상기 구성의 표시장치에 있어서, 광원(101)으로 부터의 광빔을 사용하여 투사 광학 시스템(110)에 의해 화상이 형성되고, 이 화상이 투사렌즈(103)에 의해 투사미러(104, 105)를 통해 스크린(106)에 투사된다. 또한, 스크린(106)에는 표시장치의 휘도를 향상시키기 위해 프레넬 렌즈판 및 렌티큘라 판을 조합한 것을 사용할 필요가 있다.
제16도는 표시화상 내부의 이들 부품의 배치를 보여준다. 주요 부품, 즉 광원(101), 투사 광학 시스템(110), 및 투사렌즈(103)등이 표시장치의 상저면에 횡(수평)방향으로 배치된다. 투사 광학 시스템(110)을 거친 광빔은 투사렌즈(103)로 부터 횡방향으로 출사되고, 제 1 투사미러(104)에서 90도로 절곡된 후, 장치의 배면으로 향한다. 배면으로 향한 광빔은 제 2 투사미러(105)에 의해 반사되며, 이에 의해 스크린(106)에 화상이 투영된다. 이 구성을 사용함으로써, 장치의 박형화, 경량화가 실현된다.
한편, 전면 투사형의 표시장치(즉 프론트 프로젝터)의 예로서는, 문헌 Display and Imaging(Vol.1, No.1, p. 47, 1992) 및 Optical Engineering(Vol.31, No.11, p. 2300, 1992)등에 기술되어 있는 것이 있다.
CRT 또는 액정패널을 사용한 배면투사형 표시장치는 다음과 같은 문제가 있다.
(1) 고휘도의 투사형 CRT, 또는 고휘도의 투사용 액정패널(즉 고휘도의 투사용 램프)을 사용할 필요가 있기 때문에, 소비전력이 150W이상으로 커지는 문제가 있다.
(2) 스크린에 사용되는 프레넬 렌즈판 및 렌티큘라 판의 집광특성의 영향으로 해상도의 저하 및 표시시야각의 제한이 발생한다.
(3) 표시시야각을 넓히기 위한 수단으로 적당한 확산판을 스크린에 부설하는 방법이 있다. 그러나, 이 경우에는 표시콘트라스트의 저하나 휘도(즉 스크린의 이득)의 저하를 초래한다.
특히, 이 중에서 상기 문제 (1)을 해결하기 위해서는, 범세계적인 환경 보호의 추세에서 보다 저소비전력의 표시장치의 개발이 요망되고 있다. 예컨대, 미합중국 환경보호청에 의한 저소비전력 장려책 Energe Star Program에 따르면, 30W 이하의 소비전력이 요망된다. 상기 문제 (2) 및 (3)은 화상의 표시품위에 관한 것으로 이들 문제는 HDTV의 스크린상의 임장감을 갖는 고화질을 표현하기 위해 해결되어야 한다.
배면투사형의 표시장치는 물론 CRT, PDP등의 발광형 디스플레이, 백라이트를 이용한 LCD, 및 전면투사형의 종래 표시장치에 있어서는, 주위가 밝은 환경, 또는 표시면에 외부조명광이 입사하도록 한 환경에서는 환경광에 대한 표시광의 휘도, 즉 콘트라스트가 저하한다. 이에 따라, 콘트라스트의 저하를 방지하기 위해 표시장치의 휘도를 높일 필요가 있어 필연적으로 소비전력이 증대된다.
본 발명의 화상표시장치는, 컬러 표시를 위한 화상정보를 갖는 복수의 광화상을 병치혼색(juxtapositional color mixture) 상태로 투사하기 위한 화상투사수단; 및 대향하는 두 면을 갖는 직시형 스크린을 포함한다. 이 화상표시장치에 있어서, 상기 화상투사수단에서 스크린의 두 대향면중 일방으로 투사된 복수의 광화상은 상기 두 대향면중 타 방면의 광학특성을 변화시킴으로써 컬러 표시를 위한 화상정보를 기입하며; 컬러 표시를 위한 기입 화상정보는 타 방면으로 부터의 외주광을 이용하여 독출되어 컬러 표시를 행한다.
실시예 1에서, 상기 화상투사수단은 컬러 표시를 할수 있는 액정패널 또는 브라운관을 포함한다.
다른 실시예에 있어서, 상기 복수의 광화상은 컬러 표시를 위해 필요한 원색 성분에 각각 대응하며, 상기 스크린은 컬러 표시를 위해 필요한 원색 성분에 대응하는 컬러 필터를 포함한다.
본 발명의 다른 태양의 화상표시장치는, 컬러 표시를 위한 화상정보를 갖는 복수의 광화상을 중첩혼색(superposed color mixture) 상태로 투사하기 위한 화상투사수단; 및 대향하는 두 면과 상기 화상투사수단에서 다중 혼색 상태로 두 대향면중 하나로 투사된 복수의 광화상을 각각의 광화상으로 분할하기위한 필터층을 포함하는 직시형 스크린을 포함한다. 이 화상표시장치에 있어서는, 상기 복수의 분할된 광화상은 상기 두 대향면중 타방 면의 광학특성을 변화시킴으로써 컬러 표시를 위한 화상정보를 기입하며; 컬러 표시를 위한 기입 화상정보는 타방 면으로 부터의 외주광을 이용하여 독출되어 컬러 표시를 행한다.
1 실시예에 있어서, 상기 화상투사수단은 각각 다른 표시컬러를 갖는 복수의 액정패널 또는 복수의 브라운관을 포함한다.
다른 실시예에 있어서, 상기 복수의 광화상은 컬러 표시를 위해 필요한 원색 성분에 각각 대응하며, 상기 스크린은 컬러 표시를 위해 필요한 원색 성분에 대응하는 컬러 필터들을 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 태양의 화상표시장치는, 레이저빔 발생 수단에 의해 발생된 레이저빔을 순차적으로 주사함으로써 화상정보를 갖는 광화상을 투사하도록 레이저빔을 발생하기 위한 레이저빔 발생 수단; 및 두 대향면을 갖는 직시형 스크린을 포함한다. 이 화상표시장치에 있어서는, 상기 화상투사수단에서 두 대향면중 일방으로 투사된 광화상은 상기 두 대향 면중 타방 면의 광학특성을 변화시킴으로써 화상정보를 기입하며; 상기 기입 화상정보가 타방 면으로 부터의 외주광을 이용하여 독출되어 컬러 표시를 행한다.
실시예 1에서, 상기 스크린은 컬러 표시를 위해 필요한 원색 성분에 대응하는 컬러 필터들을 더 포함한다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 복수의 광화상은 각각 컬러 표시를 위해 필요한 원색 성분에 대응하고, 상기 스크린은 적어도 두개의 층을 포함하는 다층구조를 가지며, 상기 적어도 두개의 층의 각각은 다른 컬러를 표시하고 컬러의 휘도를 변화시키기 위한 소자이다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 스크린은 서로 대향하는 한쌍의 기판; 상기 한쌍의 기판들간의 일부에 전압을 인가하기 위한 전압 인가 수단; 상기 한쌍의 기판들 사이에 제공되고, 임피던스가 입사광의 강도에 따라 변화되는 광도전막; 상기 한쌍의 기판간의 광도전막에 대해 상기 타방 스크린면측에 제공된 액정층; 및 상기 한쌍의 기판간에 제공된 액정층에 대해 상기 일방의 스크린면측에 제공된 반사층을 포함한다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 스크린은 서로 대향하는 한쌍의 기판; 상기 한쌍의 기판들간의 일부에 전압을 인가하기 위한 전압 인가 수단; 상기 한쌍의 기판들 사이에 제공되고, 온도가 입사광의 강도에 따라 변화되는 광흡수막; 상기 한쌍의 기판간의 광흡수막에 대해 상기 타방 스크린면측에 제공된 액정층; 및 상기 한쌍의 기판간에 제공된 액정층에 대해 상기 일방의 스크린면측에 제공된 반사층을 포함한다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 스크린은 외주광의 반사 또는 산란을 이용하여 기입화상정보를 판독하기 위한 구조를 갖는다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 스크린은 서로 대향하는 한쌍의 기판; 상기 한쌍의 기판들간의 일부를 복수의 층들로 분할하기 위한 분할 수단; 상기 복수의 층들의 각각에 전압을 인가하기 위한 전압 인가 수단; 임피던스가 입사광의 강도에 따라 변화되는 광도전막; 각각 다른 컬러를 표시하고 컬러의 휘도를 변화시키기 위해, 상기 광도전막에 대해 복수의 층의 타방 면의 일측에 제공된 소자를 포함한다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 스크린은 서로 대향하는 한쌍의 기판; 상기 한쌍의 기판들간의 일부를 복수의 층들로 분할하기 위한 분할 수단; 상기 복수의 층들의 각각에 전압을 인가하기 위한 전압 인가 수단; 각각 다른 특정 파장을 갖는 광에 감도를 가지며 임피던스가 입사광의 강도에 따라 변화되는 복수의 광도전막; 및 각각 다른 컬러를 표시하고 그의 휘도를 변화시키기 위해, 상기 광도전막들에 대해 복수의 층의 타방면의 일측에 제공된 소자를 포함한다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 스크린은 서로 대향하는 한쌍의 기판; 상기 한쌍의 기판들간의 일부를 복수의 층들로 분할하기 위한 분할 수단; 상기 복수의 층들의 각각에 전압을 인가하기 위한 전압 인가 수단; 상기 복수의 층들의 화소마다 제공되고, 하나의 화소보다 충분히 작은 사이즈를 가지며, 임피던스가 입사광의 강도에 따라 변화되는 복수의 광도전막; 각각 다른 컬러를 표시하고 컬러의 휘도를 변화시키기 위해, 상기 광도전막들에 대해 복수의 층의 타방면측에 제공된 소자를 포함한다.
또 다른 실시예에 있어서, 각각 다른 컬러를 표시하고 그의 휘도를 변화시키기 위한 소자는 게스트 호스트형 액정소자이다.
또 다른 실시예에 있어서, 각각 다른 컬러를 표시하고 그의 휘도를 변화시키기 위한 소자는 다중 간섭효과를 사용하여 특정 색의 반사를 변화시키기 위해 액정과 고분자를 함유하는 다층 구조이다.
또 다른 실시예에 있어서, 각각 다른 컬러를 표시하고 그의 휘도를 변화시키기 위한 소자는 콜레스테릭 액정의 파장 선택성 반사효과를 이용하여 특정 반사를 변화시키는 소자이다.
본 발명의 화상표시장치는 화상투사수단에서 투사된 광화상에 대응하여 표시매체의 광학특성을 변화시키는, 즉 광화상의 광 및 열에 의해 분자배열을 제어하는 기능을 갖는 스크린을 포함한다. 이후, 이와 같은 기능을 액티브 기능이라 하며, 이 기능을 갖는 스크린을 액티브 스크린이라 한다. 따라서, 더 이상 고휘도 배면투사형 CRT 또는 액정패널을 사용할 필요가 없다. 저휘도 CRT 또는 액정패널이 사용되더라도, 저소비전력으로 만족한 화상이 스크린에 투사된다. 또한, 투사용 CRT나 액정패널대신 반도체레이저의 빔을 점순차조사함으로써 스크린상에 화상을 형성할수 있어, 이 경우에도 저소비전력, 예컨대 30W이하를 실현할 수 있다.
또한, 본 발명의 화상표시장치에 있어서는, 스크린의 투과광을 이용한 화상표시와는 달리, 외주광(형광등 또는 자연광)의 반사를 이용하여 화상을 표시하는 반사형 액티브 스크린이 사용된다. 따라서, 종래의 배면투사형 표시장치에서 종종 나타나는 렌티큘라판이나 확산판에 의한 화질의 저하를 제거할 수 있다.
또한, 본 발명의 화상처리장치에 있어서는, 특정 파장을 갖는 광의 휘도를 제어하기 위한 적어도 두개의 층을 포함하는 다층 구조를 갖기 때문에, 풀컬러 표시가 단지 하나의 화소에 의해 행해질 수 있으며 한 화소의 면적이 분할될 필요가 없다. 따라서, 매운 높은 휘도의 표시가 실현된다.
따라서, 본 발명은 저소비전력에 의해 고품위화상을 표시하기 위한 화상표시장치를 제공한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
[실시예 1]
제1도는 본 발명에 따른 실시예 1인 배면투사형의 화상 표시장치의 전체 구성도를 나타낸다. 제1도를 참조하여 본 실시예의 표시장치의 구성을 하기에 상세히 설명한다.
제16도에 나타낸 종래의 배면 투사형 표시장치와 마찬가지로, 본 실시예의 표시장치는 주요 구성부품으로서 화상 형성을 위한 광빔을 발생시키는 광원(1), 화상정보투사수단인 투사광학 시스템(2), 투사렌즈(3) 및 화상표시면인 스크린(4)을 갖는다. 본 실시예에서는 광원(1)으로서 저휘도 램프가 사용된다. 투사광학 시스템(2)으로서 종래의 투사형 CRT 또는 액정 패널과 동일한 구조를 갖는 광학 시스템이 사용될 수 있다. 이 표시장치는 또한 투영 렌즈(3)으로 부터 출사된 화상을 스크린(4)에 투사하기 위한 투사미러(5,6)를 갖는다.
제2도는 본실시예의 표시장치의 주요 구성 부품중 하나인 스크린(4)의 단면도를 나타낸다. 제2도를 참조하면서 스크린(4)의 기본 구성을 하기에서 설명한다.
이 스크린(4)는 한 쌍의 투명 기판(41,42)의 사이에 투명도전막(43), 광도전막(44), 반사층(45), 액정층(46), 및 투명도전막(47)을 갖는다(이들 막과 층들은 투명기판(41)의 표면상에서 순서대로 적층됨). 투명도전막(43 및 47)에 교류전원(48)이 접속되고, 양 투명도전막(43, 47)의 사이에는 교류전압이 인가된다.
이와같은 구조를 갖는 스크린(4)에 있어서 화상표시의 동작을 설명한다. 이 스크린(4)은 공간 광변조기능을 갖는다. 즉, 광도전막(44)에서 광신호를 전기신호로 변환하고, 액정층(46)에서 전기신호를 다시 광신호로 변환한다. 따라서, 이 스크린(4)는 반사형 광 밸브와 같이 동작한다. 본 실시예에서는 이 방식의 스크린(4)를 광기입형의 액티브 스크린이라 칭한다.
이 동작을 더욱 상세히 설명한다. 스크린(4)에는 기입광(7)이 기판(41)측으로부터 입사된다. 기입광(7)은 광 강도의 패턴으로서 화상정보를 갖는다. 기입광(7)로서 화상정보가 광도전막(44)에 제공되면 광의 강도에 따라 광도전막(44)의 임피던스가 변한다. 이 광도전막(44)의 임피던스의 변화에 따라 액정층(46)에 인가되는 전압이 변화한다. 액정층(46)에서는 그 인가전압에 따라 액정분자의 배향상태가 변화한다. 즉, 인가된 전압에 따라 액정층(46)을 통과하는 빛이 받는 변조의 정도가 변화한다. 한편, 기판(42)측으로부터는 스크린(4)로부터 화상 정보를 판독하기 위한 판독광(8)이 입사된다. 입사한 판독광(8)은 액정층(46)을 통과한 후에 반사층(45)에 의해 반사되고, 다시 액정층(46)을 통과한 후에, 기판(42)측으로부터 출력된다. 이 사이에 판독광(8)에 의해 판독될 화상정보는 액정층(46)에서 기입광(7)에 대응하도록 광학적 변조를 받는다.
다음에 이 스크린(4)를 구성하는 각층들에 사용되는 재료 및 그 제조법을 설명한다.
투명도전막(43,47)에는 산화주석(SnO2), 인듐 주석 산화물(ITO), 및 산화아연(ZnO)등이 사용될 수 있다. 본 실시예에서는 스퍼터링법에 의해 형성한 ITO막을 투명도전막(43, 47)으로서 사용한다. 광도전막(44)에는 광흡수에 의해 도전률이 효율높게 변화하는 무기 재료 및 유기 재료가 사용될 수 있다. 예를들면, 실리콘(Si), 탄소(C), 및 게르마늄(Ge)등의 IV족 반도체, 셀렌(Se), 황화카드뮴(CdS), 폴리비닐카르바졸(PVK)등이 사용될 수 있다. 단, 스크린(4)의 크기가 약 40인치형 정도의 경우, 제조과정에서의 제약으로인해 비정질 재료 및 유기 감광재료(OPC)가 바람직하게 사용된다. 본 실시예에서는 광도전막(44)로서 플라즈마 CVD법에 의해 형성된 수소화비정질 Si(a-Si:H)를 사용한다. 반사층(45)에는 가시영역의 광을 효율 높게 반사하고, 또한 면방향에 대한 전기적 절연성이 요구된다. 따라서, 유전체의 적층에 의한 간섭을 이용한 유전체 미러 또는 금속막을 복수의 섬모양(island-shaped)으로 패터닝한 미러를 사용할 필요가 있다. 본 실시예에서는 스퍼터링법에 의해 형성한 알루미늄(Al)막을 약 100 ㎛ 대각의 복수의 섬모양으로 패터닝함으로써 얻어진 미러를 사용한다. 또한, 패터닝은 레지스트 인쇄를 이용하여 할 수 있다. 액정층(46)에는 각종 표시 모드의 액정재료를 사용할 수 있다. 본 실시예에서는 액정층(46)으로서 2색성 색소를 사용한 게스트 호스트 액정을 사용한다.
또한, 기입광(7)과 판독광(8)을 공간적으로 완전 분리하기 위해, 광도전막(44)과 반사층(45)의 사이에 텔루르화 카드뮴(DdTE), 또는 수소화 비정질 SiGe(a-SiGe:H)등으로 이루어진 차광막을 설치해도 좋다.
이하, 이와같은 액티브 기능을 갖는 스크린(4)를 사용한 화상표시장치에 의한 표시원리를 설명한다.
제3도는 이와같은 표시장치의 표시원리를 모식적으로 나타내는 도면이다. 제2도에 나타낸 기입광(7)로서 투사광학시스템(2)로부터 투사된 화상정보를 사용한다. 투사광학시스템(2)로부터 투사된 화상정보는 투사미러(5,6)에서 반사된 후, 스크린(4)의 기입측의 면(제3도에서는 스크린(4)의 우측면)에 확대 투영된다. 화상정보를 받은 스크린(4)는 상술한 바와같이 액티브 동작을 행하므로, 액정층(46)의 분자배향 상태가 그 화상정보의 광강도에 따라 변화한다. 액정층(46)의 표시 모드로서 반사직시형 모드를 채용하면, 실내광 및 자연광등의 외주광을 판독광(8)로서 이용할 수 있으므로, 기입광(7)에 따른 화상을 표시할 수 있다.
본 실시예에서, 기입광(7)은 종래의 표시장치와 같이 고휘도인 것을 필요로 하지 않는다. 그 이유를 설명한다. 스크린(4)의 액정층(46)에 인가되는 전압(VL)은 다음 식으로 나타낼 수 있다:
상기식에서, 교류전원(48)의 인가전압은 V, 광도전막(44)의 임피던스는 ZP, 액정층(46)의 임피던스는 ZL이다.
액정층(46)의 분자배향이 변화될때의 임계전압을 VLTH로 하고, 광도전막(44)에 광이 조사된 때에 액정층(46)에 인가되는 전압을 VLON, 광도전막(44)에 광이 조사되지 않을 때에 액정층(46)에 인가되는 전압을 VLOFF로 했을 때, VLONVLTHVLOFF혹은 VLONVLTHVLOFF를 만족하는한 스크린(4)는 액티브 동작을 한다. 따라서, 저휘도 투사형 CRT, 혹은 액정패널(즉, 저휘도 투사형 램프)을 사용할 수 있게된다.
그 결과, 액정층(46)에 사용하는 표시 모드 및 액정층(46)의 두께에 의존하지만, 30∼100W 정도의 소비전력으로 스크린(4)에 화상을 표시할 수 있다. 그러므로, 종래의 배면 투사형 표시장치에 비해 저소비전력화가 달성될 수 있다. 또, 투사형 CRT 및 투사형 램프의 휘도를 내림으로써 동시에 그 수명을 연장할 수 있고, 신뢰성향상의 효과도 얻을 수 있다.
이와같이 본 발명의 화상표시장치는 외주광의 반사광을 이용하여 표시를 하는 것이 특징이다. 외주광이란 형광등과 같은 실내 및 자연광을 말한다. 구체적으로는 약 200룩스정도의 휘도를 갖고 있으면 좋다. 따라서, 본 발명에서도 종래의 배면투사형 표시장치와는 달리, 고휘도 투사형 CRT, 혹은 액정패널(또는 고휘도 투사형 램프)을 사용할 필요가 없다. 본 발명의 화상표시 장치에서 사용하는 투사광학시스템(2)는 단지 스크린(4)를 액티브 동작시키는 것 만의 목적으로 설치되어 있기 때문이다.
또, 스크린(4)에 표시되는 화상은 반사직시형 모드의 액정표시이기 때문에, 종래의 배면투사형 표시장치에서 문제로 되어 있는, 스크린을 구성하는 렌티큘라판 및 확산판에 기인한 화질의 저하를 없앨 수 있다. 더욱이, 밝은 환경하에서도 관찰자는 자연스러운 화상을 얻을 수 있다.
[실시예 2]
실시예 1에서 나타낸 본 발명의 화상 표시장치는 투사광학시스템(2)으로서 투사형CRT 혹은 액정패널을 사용한 구성을 나타냈다. 실시예 2에서는 투사광학시스템(2)로서 레이저를 사용한 화상표시장치를 설명한다.
제4도는 레이저의 점순차주사광학 시스템의 구성도를 나타낸다. 제4도에서 도시한 바와같이 이 광학시스템은 레이저(13), 변조기(14), 수직주사미러(15), 수평주사미러(16), 및 투사렌즈(17)를 갖고 있다. 레이저(13)으로서는 시스템 전체의 소형화를 고려하여 반도체 레이저(발진파장 680 nm)를 사용한다. 변조기(14)로는 음향광학(A0)소자를 이용함에따라, 화상정보에 대응한 광의 강도변화로서 입사 레이저 빔의 변조를 행한다. 수직주사미러(15)로 갈바노 미러를 사용하고, 수평주사미러(16)로는 다면체(폴리곤)미러를 사용한다. 또한, 고속의 광주사를 요구되는 때는 각 주사미러(15,16) 대신에 새로운 AO소자를 설치하고, AO소자의 편향변조기능을 사용하여 광주사를 행할 수도 있다.
이와같은 구성의 점순차주사광학시스템의 동작을 설명한다. 레이저(13)으로 부터 발생된 광선을 변조기(14)에 입사된다. 입사된 광선은 변조기(14)에 의해 화상정보에 따른 변조를 받는다. 변조된 광선은 수직주사미러(15)와 수평주사미러(16)에 의해 화상정보의 각 화소에 상당하는 점에 순차주사된다. 이에 의해 변조된 광선은 투사렌즈(17)를 통해 기입 레이저 빔(18)로서 스크린(20)에 투사된다.
제5도는 본 실시예에서 사용하는 스크린(20)의 단면도를 나타낸다. 제5도를 참조하면서 스크린(20)의 기본 구성을 설명한다.
이 스크린(20)은 한 쌍의 투명기판(21,22)의 사이에 투명도전막(23), 광흡수막(24), 반사층(25), 액정층(26), 및 투명도전막(27)을 갖는다(이들 막과 층들은 투명기판(21)의 표면상에서 순서대로 적층됨). 투명도전막(23 및 27)D는 교류전원(28)이 접속되고, 양 투명도전막(23, 27)의 사이에는 교류전압이 인가된다.
이와같은 구성을 갖는 스크린(20)에서 화상표시 동작을 설명한다. 이 스크린(20)은 광흡수막(24)에 의해 광신호를 열로 변환하고, 액정층(26)에서 열을 전기신호로 다시 변환한다. 따라서, 이 스크린은 반사형 광밸브와 같이 동작한다. 본 실시예에서는 이 시스템의 스크린(20)을 광기입형의 액티브 스크린이라 칭한다.
이 동작을 더욱 상세히 설명한다. 스크린(20)에는 기입광(18)이 기판(21)측으로 부터 입사된다. 기입 레이저 빔(18)은 광 강도의 패턴으로서 화상정보를 갖는다. 기입 레이저 빔(18)으로서 화상정보가 광흡수막(24)에 제공되면 광강도에 따라 광흡수막(24)의 온도가 변화한다. 이 광흡수막(24)의 온도 변화에 따라 액정층(26)의 온도가 변화한다. 액정층(26)에서는 그 온도에 따라 상전이가 일어난다. 즉, 액정층(26)을 통과하는 빛이 받는 변조의 정도가 변화한다. 한편, 기판(22)측으로부터는 스크린(20)으로부터 화상을 판독하기 위한 판독광(19)이 입사된다. 입사한 판독광(19)은 액정층(26)을 통과한 후에 반사층(25)에 의해 반사되고, 다시 액정층(26)을 통과한 후에, 기판(22)측으로부터 출력된다. 이 사이에 판독광(19)은 액정층(26)에서 기입 레이저 빔(18)에 대응한 화상정보의 변조를 받는다.
다음에 이 스크린(20)를 구성하는 각층등에 사용되는 재료 및 그 제조법을 설명한다.
투명도전막(23,27)은 산화주석(SnO2), 인듐 주석 산화물(ITO), 및 산화아연(ZnO)등으로 이루어질 수 있다. 광흡수막(24)에는 광흡수에 의해 온도가 효율좋게 변화하는 재료, 즉 흡수계수가 104cm-1이상으로 큰 재료를 사용할 필요가 있다. 예를들면 수소화 비정질 Si(a-Si:H) 및 텔루르화카드뮴(CdTe)를 사용할 수 있다. 본 실시예에서는 흡수계수가 기입 레이저 빔(18)의 파장(680nm)영역에서 약 105cm-1정도로 큰 CdTe를 사용한다. 반사층(25)은 가시영역의 광을 효율좋게 반사하고, 또한 그 광흡수막(24)의 열을 면내방향으로 확산시키지 않고 효율좋게 액정층(26)에 전달할 필요가 있기 때문에 약 0.5 ㎛두께의 매우 얇은 알루미늄(Al)막을 사용한다. 액정층(26)에는 기입 레이저 빔(18)에 의한 열로 상전이가 일어나는 상전이형 표시모드의 액정재료를 사용한다. 이 액정은 온도에 따라 스멕틱상(S상)→네마틱상(N상)→액상(I상)으로 상변화한다. 액정의 온도를 상승시킨후에 S상으로 변화되도록 액정이 냉각되는 과정에서 산란핵이 형성된다. 이 때문에 기입 레이저 빔(18)의 열로 표시할 수 있게 된다.
또, 교류전원(28)을 사용한 전류가열에 의해 액정층(26)을 먼저 산란상태로 하고, 다음에 전압을 가하면서 기입 레이저 빔(18)을 조사함으로써 표시를 할 수 있다.
상술한 제4도에 나타낸 레이저의 점순차주사광학 시스템과 제5도에 나타낸 스크린(20)을 실시예 1의 제1도에 나타낸 화상표시장치의 투사광학시스템(2)와 스크린(4)로 각각 치환함으로써 실시예 2의 화상 표시장치가 구성된다.
화상정보에 따라 레이저를 사용하는 점순차주사광학 시스템으로 부터 투사된 기입 레이저 빔(18)은 투사미러에서 반사되고, 스크린(20)의 기입측의 면(제5도의 스크린(20)의 우측면)에 조사된다. 기입 레이저 빔(18)을 받은 스크린(20)은 상술한 바와같이 액티브 동작을 행하고, 액정층(26)의 분자배향상태가 그 화상정보의 광강도에 따라 상전이한다. 액정층(26)의 표시 모드는 상전이를 이용한 반사직시형 모드이기 때문에 실내광 및 자연광등의 외주광이 판독광(19)으로 작용하고, 기입 레이저 빔(18)에 해당하는 화상을 표시할 수 있다.
상술한 바와같이 본 발명의 화상표시장치는 외주광의 반사광을 이용하여 화상을 표시하는 것이 특징이다. 따라서, 종래의 배면투사형 표시장치와는 달리, 고휘도 투사형 CRT, 혹은 액정패널(고휘도 투사형 램프)을 사용할 필요가 없다. 또, 점수차주사광학 시스템에 사용하는 반도체 레이저(발진파장 680 nm)의 수는 기본적으로 1개이다. 어떤 경우에는 복수의 반도체 레이저를 병용하여 1화면을 구성하는 경우도 있지만, 그 경우에도 소비전력은 30 W이하로 억제할 수 있다.
그 결과, 액정층(26)에 사용하는 표시 모드 및 액정층(26)의 두께에 따라 달라지지만, 30W 정도의 소비전력에서 스크린(20)에 화상을 표시할 수 있고, 결국 종래의 배면 투사형 표시장치에 비해 저소비전력화가 달성될 수 있다.
또, 스크린(20)에 표시되는 화상은 반사직시형의 액정표시모드이기 때문에, 종래의 배면투사형 표시장치에 있어서 문제로 되어 있는, 스크린을 구성하는 렌티큘라판 및 확산판에 기인한 화질의 저하를 없앨 수 있다. 더욱이, 밝은 환경하에서도 관찰자는 자연스러운 화상을 얻을 수 있다.
또한, 상기 레이저의 점순차주사광학 시스템과 실시예 1에 나타낸 광기입형 액티브 스크린(4)와의 조합에 의해서도 화상을 형성할 수도 있다. 상술한 상전이형 액정을 사용한 열기입형 액티브 스크린(20)은 응답속도가 비교적 느리기 때문에, HDTV등의 텔레비젼 화상을 나타내기에는 실시예 1과 같은 광기입형 액티브 스크린(4)가 더 적합하다. 레이저의 점순차주사광학 시스템을 이용하는 경우는 액정층에 메모리 기능을 갖는 재료(예를들면 강유전성 액정)을 사용하는 것이 바람직하다.
[실시예 3]
실시예 1 및 실시예 2에서는 투사광학 시스템과 액티브 기능을 갖는 스크린과의 조합에 의해 반사직시형 화상 표시를 얻을 수 있는 본 발명의 화상장치의 기본구성을 나타냈다. 단, 전술한 실시예 1의 스크린(4)및 실시예 2의 스크린(20)에는 컬러표시를 하기위한 구성이 포함되어 있지않다. 따라서, 이러한 구성이 제공되지 않으면 이들 스크린은 흑백표시밖에 할 수 없다.
실시예 3에서는 실시예 1의 화상표시장치를 기본으로 한 컬러표시가 가능한 스크린에 있어서 그 구성과 표시원리를 설명한다.
제6도는 컬러표시가 가능한 스크린(30)의 단면도를 나타낸다. 제6도를 참조하여 스크린(30)의 기본 구성을 설명한다.
이 스크린(30)은 한 쌍의 투명기판(31,32)의 사이에 컬러 필터층(33), 투명도전막(34), 광도전막(35), 반사층(36), 액정층(37), 투명도전막(38) 및 컬러필터층(39)를 갖는다(이들 막과 층들은 투명기판(31)의 표면상에서 순서대로 적층됨). 컬러필터층(33,39)는 R(적), G(녹), B(청)의 3원색에 대응하는 필터가 스트립상 또는 모자이크상으로 되어 있다. 컬러필터층(33,39)는 R,G,B의 3원색의 필터 위치가 광의 투과방향에 있어서 각각 일치하도록 배치된다. 투명도전막(34, 38)의 사이에는 교류전원 (40)이 접속되고, 양 투명도전막(34,38)의 사이에는 교류전압이 인가된다. 이와같이, 스크린(30)이 컬러필터층(33)과 컬러필터층(39)를 갖는 것이 본 실시예의 새로운 특징이다.
이와같은 구성을 갖는 스크린(30)에 의한 화상표시의 기본적인 원리는 실시예 1의 스크린(4)와 마찬가지이다. 본 실시예에서는 투사광학 시스템(2)의 CRT 또는 액정 패널로부터 투사된 기입광(11)이 R,G,B의 3원색의 화상을 서로 겹친 화상인 경우, 기입광(11)은 컬러필터층(33)에 의해 먼저 색분리되고, 투명도전막(35)에서 3원색에 해당하는 각각의 위치에 도달한다. 따라서, 액정층(37)은 기입광(11)의 R,G,B의 3원색에 대응하여 개별적으로 응답한다.
이상과 같이 동작하기 위해서는 투명도전막(35)는 R,G,B의 3원색에 대해서 광도전특성을 나타낼 필요가 있다. 제7도는 본 실시예의 광도전막(35)에 사용하는 수소화 비정질 Si(a-Si:H)의 입사광 파장 의존성을 나타낸다. 제7도로 부터 수소화 비정질 Si는 가시광 전 영역에 있어서 브로드한 광도전 특성을 갖고 있고, R,G,B의 3원색에 대해서 광도전 특성을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
또한, 본 실시예의 스크린(30)의 액정층(37)은 기입광(11)의 R,G,B의 3원색에 대해서 개별적으로 응답할 필요가 있다. 따라서, 액정층(37)의 표시모드로서 외주광이 판독광(12)으로서 작용하는 반사직시형 모드를 채용하고, 스크린(30)의 판독측(제6도의 좌측)면에 컬러필터층(39)를 제공함으로써 컬러화상을 표시할 수 있다. 표시방법으로서는 백색의 반사층과 게스트 호스트 액정과 컬러필터층을 조합시킨 방식(문헌; SID 92 Digest, p 437(1992)) 및 반사층과 게스트 호스트 액정과 산란형 액정과 컬러필터층을 조합시킨 방식(문헌 Japan Display'92, p707(1992))등의 블랙 셧터방식; 및 컬러필터 부착 반사층과 산란형 액정을 조합시킨 화이트 셧터방식의 양자가 가능하다.
또한, 제6도에 나타낸 구성은 스크린(30)의 1화소부를 모식적으로 표시한 것이다. 실제는 컬러필터층(33,39)의 복수개의 RGB 유니트가 화상정보의 화소수에 따라 병렬로 배치된다.
다음에, 가시광의 파장 전영역에 대한 광도전막(35)의 광도전 특성을 더욱 향상시키는 방법을 설명한다.
앞에서 나타낸 광도전막(35)는 수소화 비정질 Si(a-Si:H)로 이루어져있다. a-Si:H는 가시광 전영역에 대해 광도전 특성을 갖는다고 해도 광학 밴드갭은 1.8 eV 정도이고 청색광에 대한 감도가 적색광에 대한 감도에 비해 약간 열등하다.
따라서, a-Si:H 보다 광학 밴드갭이 조금 큰 광도전막을 a-Si: H와 병용하는 것에 의해 가시광 전영역에 걸쳐 우수한 광도전특성을 수득할 수 있다.
구체적으로는, 광학 밴드갭이 약 3.0 eV 정도인 수소화 비정질 SiC를 a-Si:H 위로 적층하는 것이 바람직하다. 이때 광도전막(35)의 기입측에 a-Si:H를 또 막(35)의 판독측에 a-Si:H를 적층하면, 기입광은 처음에는 a-Si:H에 의해 단파장 영여그이 광이 흡수되고 그 다음에 a-Si:H에 의해 장파장 영역의 광이 흡수된다. 따라서 가시광 전 영역에 걸쳐 우수한 광도전 특성을 수득할 수 있다.
한편, 특정 경우, 투사광학 시스템(2)의 CRT 또는 액정 패널로 부터 투사된 기입광(11)이 R, G, B의 3원색에 의해 합성되지 않고, R,G 및 B의 화상 정보가 면내에서 서로 평행하게 분리되어 투사되는 경우가 있다. 예컨대 한개의 액정 패널을 사용하여 컬러 표시를 실시하는 투사광학 시스템(2)을 사용하는 경우, R, G 및 B 신호는 액정 패널의 컬러 필터 배열에 대응하여 서로 평행하게 분리되어 스크린(30)에 도달한다. 이 경우 스크린(30)의 구조는 더 단순화될 수 있다.
제8도는 R, G 및 B의 화상정보가 면내에서 서로 평행하게 분리되는 경우에 사용할 수 있는 스크린(50)의 단면도를 나타낸다. 제6도에 도시된 스크린(30)의 구성요소와 동일한 구성요소는 동일한 부호를 붙이며, 그 설명은 생략한다. 본 실시예의 스크린(50)은 기입광측의 컬러필터층(33)을 제외한 스크린(30)의 모든 성분을 포함한다.
이와 같은 구성을 이용함으로써 액정층(37)은 기입광(51)의 R, G 및 B의 3원색에 개별적으로 대응하고, 스크린(40)은 컬러 화상을 표시할 수 있다.
상술한 컬러 표시가 가능한 스크린(30,50)에서는 기입광(11, 51)의 파장은 반드시 R, G 및 B의 3원색으로 구성될 필요는 없지만 판독광(12)의 3원색에 대응한 광도전막(35)의 위치로 개별적으로 화상정보가 전달되는 것만은 필요한다. 그러므로 파장이 상이한 3종류의 광(λ1, λ2 및 λ3)을 합성하여 수득한 기입광(11)에 대하여는 λ1, λ2 및 λ3 전용의 필터를 채용하는 것에 의해, 또는 파장이 상이한 3종류의 광(λ1, λ2 및 λ3)이 평행하게 분리되어 있는 기입광(51)에 대하여 기입광측의 컬러 필터를 생략하는 것에 의해, 스크린은 모든 종류의 파장을 갖는 기입광을 이용할 수 있다. 예컨대 3종류의 광(λ1, λ2 및 λ3)을 각각 파장이 상이한 적외선 광으로 구성하는 것도 가능하다. 이 경우, 사용하는 파장(λ1, λ2 및 λ3)에 대하여 감도가 우수한 광도전막을 선택할 필요가 있는 것은 물론이다.
제6도에 도시한 구조의 스크린(30)을 사용하는 경우는 투사광학 시스템(2)은 R, G 및 B의 3원색에 대응하는 3개의 CRT 또는 3개의 액정 패널을 필요로 한다. 동일한 공간에서, R, G 및 B의 3원색을 다중합성하여 투사하기 때문에 고해상도의 광 화상 정보를 스크린(30)에 전달할 수 있는 이점이 있다. 이것에 대하여 제8도에 도시한 구조의 스크린(50)을 사용하는 경우는 투사광학 시스템(2)이 컬러 상을 표시할 수 있는 1개의 CRT 또는 1개의 액정 패널을 포함하면 충분하므로 소형의 값싼 투사광학 시스템(2)을 실현할 수 있는 이점이 있다. 이들 양쪽 방식은 각각의 이점을 고려하여 용도에 맞게 사용하면 좋다.
[실시예 4]
다음에 실시예 4로서 실시예 2의 화상표시장치를 기본으로 한 컬러 표시가능한 스크린에 관해서 그 구성과 표시 원리를 설명한다.
제9도는 컬러 표시가 가능한 스크린(60)의 사시도를 나타낸다. 제9도를 참조하면서 스크린(60)의 기본 구성을 설명한다.
이 스크린(60)은 한쌍의 투명기판(61, 62) 사이에 투명 도전막(63), 광도전막(64), 반사층(65), 액정층(66), 투명 도전막(67) 및 스트립상 컬러 필터층(68)을 포함한다(이들 막 및 층들은 투명기판(61) 측으로 부터 상기 순서대로 적층된다). 교류전원(69)이 투명 도전막(63, 67)에 접속되어 투명 도전막(63 및 67) 사이에는 교류전압이 인가된다. 본 발명의 실시예는 실시예 2와 비교하여 스크린(60)이 컬러 필터층(68)을 갖는 것을 특징으로 한다.
투사광학 시스템으로는 제4도에 도시한 레이저를 사용한 점순차 주사 광학 시스템과 동일한 것을 사용한다.
이와 같은 구성의 스크린(60)에 있어서 기본적인 표시원리는 실시예 2의 스크린(20)의 표시 원리와 동일하다.
컬러 필터층(68)은 스트립 상으로 배열되고 컬러 표시를 실행하기 위한 R, G 및 B의 3원색을 갖는 복수의 필터를 포함한다. 제9도에서는 한쌍의 투명기판(61, 62)사이에 컬러 필터층(68)이 제공된다. 이와 달리, 투명기판(62)의 외부에 컬러 필터층(68)이 제공될 수 있다.
이것에 대하여 레이저 점순차 주사광학 시스템으로 부터 방출된 레이저빔의 주사방향은 제9도에 도시한 바와 같이 컬러 필터층(68)의 필터 배열방향과 평행한 방향으로 각 화상 신호를 점순차 주사하도록 설정된다. 보다 상세하게는, 레이저빔은 라인마다 각 화상신호를 주사, 즉 제 1 라인에는 컬러 필터층(68)의 R에 대응한 화상신호를, 제 2 라인에는 G에 대응한 화상신호를, 제 3 라인에는 B에 대응한 화상신호를 순차적으로 주사한다. 이 주사를 반복하는 것에 의해 컬러 필터 표시가 가능하게 된다.
표시화상의 1 프레임 기간을 T, 컬러 필터층(68)의 총 라인수를 n개로 하면, 컬러 필터층(68)의 1 라인당의 주사기간은 T/n으로 된다. 따라서 레이저 점순차 주사광학 시스템으로 부터 나온 레이저빔은 주기 T/n 이 지날 때 마다 주사될 신호를 절환하는 것에 의해 R, G 및 B에 대한 화상신호를 주사하게된다. 또 컬러 필터층(68)의 1 라인 마다에 m개의 화소가 존재하는 경우, 1 화소당의 주사기간은 (T/n)/m으로 된다. 이 기간 동안 각 화소로 화상정보를 입력할 필요가 있다.
또 레이저 점순차 주사광학 시스템용 레이저를 3개 사용하는 것에 의해 컬러 필터층(68)에서 R, G 및 B의 3원색을 갖는 컬러 필터에 대응한 전용 화상신호를 발진시킬 수도 있다. 이 경우, 컬러 필터층(68)의 1 라인당의 주사기간은 3T/n으로 되고, 또한 1 화소당의 주사기간도 (3T/n)/m으로 된다. 그 결과, 레이저의 변조 주파수를 낮출 수 있고 각 화소로의 화상정보 입력이 용이하게 된다.
또한 레이저 점순차 주사광학 시스템으로 부터 방출된 레이저 빔의 주사방향은 컬러 필터층(68)에서 컬러 필터의 배열방향과 직교하는 방향으로 설정되어 각 화상신호를 점순차 주사할 수 있다.
제10도는 레이저빔의 주사방향과 컬러 필터의 배열방향을 직교시킨 스크린(70)의 사시도이다. 제9도에 도시하는 스크린(60)의 구성요소와 동일한 구성요소는 동일한 부호를 붙이며, 그 설명은 생략한다. 본 실시예의 스크린(70)은 상술한 스크린(60)의 컬러 필터층(68) 대신 점순차 주사 방향과 직교하는 방향으로 배열된 스트립상의 컬러 필터층(71)을 포함한다.
이 경우, 표시화상의 1 프레임 기간을 T, 컬러 필터층(71)의 라인 수를 n개, 레이저의 주사 라인 수를 m개(컬러 필터층(71)의 1 라인당 m개의 화소가 존재하는 경우에 상당한다)로 하면, 1화소당 주사기간은 (T/n)/m으로 된다. 그 사이에 각 화소로 화상정보를 입력할 필요가 있다. 또 레이저빔의 변조에 관해서는 1개의 화소가 주사될때 마다 R, G 및 B의 화상신호를 절환할 필요가 있다.
본 실시예에서는 상술한 스크린(60, 70)의 경우에서 스트립상의 컬러 필터를 사용하여 컬러 표시를 실행할 수 있는 화상 표시장치의 원리를 나타낸다. 이와 다르게는 섬모양 또는 모자이크상으로 배열된 컬러 필터를 갖는 컬러필터층이 사용될 수 있다.
또한 스크린(60, 70)은 실시예 1에서 기재한 바와 같이 광학 기입형의 액티브 스크린 또는 실시예 2에서 기재한 열기입형의 스크린과 유사한 방식으로 동작될 수 있다.
[실시예 5]
실시예 3에서는 판독한 컬러 필터층의 영역을 R, G 및 B의 3원색에 대응하는 복수의 필터로 분할하는 것에 의해 컬러 표시를 실시하기 위한 액티브 스크린의 기본구성을 나타내었다. 그러나 이 방식에서는 컬러 필터에 의한 손실 때문에 판독광의 이용율은 1/3 이하로 된다.
실시예 5에서는 1화소 다색표시가능한 적층 구조를 갖는 고휘도의 스크린에 관하여 그 구조와 원리를 설명한다. 본 실시예의 스크린의 기본 성분은 실시예 3의 화상표시장치의 기본 성분과 동일하다.
제11도는 적층 구조를 가진 표시소자의 단면도이다. 제11도를 참조하면서 스크린(120)의 기본적 구성을 설명한다.
이 스크린(120)은 대향배치된 한쌍의 투명기판(123,124)을 포함한다. 투명기판(123, 124) 사이는 3개의 절연층(129,133,137)에 의해 4개 층으로 분할되어 있다.
컬러 필터(125), 도전막(126), 광도전막(127), 및 반사기/도전막(128)은 투명기판(123)가 절연층(129)에 의해 협지되어 있다(이들 막은 기판(123)측으로 부터 상기 순서대로 적층된다). 투명 절연막(130), 시안 색소를 함유하는 액정층(131) 및 투휘도전막(132)은 절연층(129 및 133)에 의해 협지되어 있다(이들 막은 절연층(129)측으로 부터 상기 순서대로 적층된다). 투명 도전막(134), 마젠타 색소를 함유하는 액정층(135) 및 투명 도전막(136)은 절연층(133 및 137)에 의해 협지되어 있다(이들 막은 절연층(133)측으로 부터 상기 순서대로 적층된다). 투명 도전막(138), 옐로우 색소를 함유하는 액정층(139) 및 투명 도전막(140)은 절연층(137)과 기판(124)에 의해 협지되어 있다(이들 막은 절연층(137)측으로 부터 상기 순서대로 적층된다).
액정층(131, 135 및 139)은 각각 화이트-테일러 타입 게스트 호스트 모드용 액정으로 제조된다. 액정층(131)에서는 전압 무인가시에는 액정층(131) 중의 액정분자 및 시안색소 분자가 투명기판(123 및 124)에 평행한 방향으로 트위스트되어 배향하고 있기 때문에 분자는 적색 파장의 광을 선택적으로 흡수한다. 전압 인가시에는 액정분자 및 시안 색소 분자가 투명기판(123 및 124)에 대하여 기립하기 때문에 모든 파장의 광을 투과한다. 따라서 전압의 유무에 의해 적색 파장의 광의 투과율을 콘트롤할 수 있다. 동일하게 하여 게스트 호스트 액정층(135)은 녹색 파장의 광, 게스트 호스트 액정층(139)은 청색 파장의 광의 투과율을 콘트롤 할 수 있다. 이들 3개의 액정층(131, 135 및 139)을 적층하는 것에 의해 컬러 표시가 가능하게 된다.
컬러 필터층(125)은 스트립상 또는 모자이크상으로 된 R(적색), G(녹색), B(청색)의 3원색에 대응하는 복수개의 필터를 갖는다.
반사기/도전막(128)은 섬모양 또는 모자이크 상으로 되어 있고 각각 관통공(142, 143 및 144)을 통하여 투명 도전막(130, 134 및 138)에 접속되어 있다.
투명 도전막(132, 136 및 140)은 외부에서 서로 접속되어 있고 이들 세개의 막은 등전위로 되어 있다. 투명 도전막(126 및 140) 사이에는 교류전원(141)이 인가된다. 이와 같은 구조에 의해 투명 도전막(132, 136 및 140)과 투명 도전막(126) 사이의 각 영역에 평행하게 전압이 인가된다.
상술한 바와 같이, 스크린(120)이 전압이 평행하게 인가될 수 있는 다수의 층을 포함하는 적층구조를 갖는 것이 본 실시예의 특징이다.
이와 같은 구조를 갖는 스크린(120)에 있어서 기본적인 원리는 실시예 3에서와 동일하다. 본 실시예에서는 기입광은 R, G 및 B의 3원색을 갖는 3개 면적으로 분할되어 입사된다. 판독광은 면적 분할되는 일 없이, 시안, 마젠타 및 옐로우의 감법 혼색에 의해 컬러 표시를 행한다. 따라서 극히 고휘도의 표시가 가능하다.
이 실시예에서는, 게스트 호스트 액정을 이용한 감법색혼합에 의한 표시모드가 설명되었다. 그러나, 고분자와 액정을 포함하는 다층막에 의한 다중 간섭 효과를 이용하여 특정 파장의 광을 반사시키고, 그의 반사율을 전압 인가에 의해 변경시켜서 얻어진 액정층(액정유전체 미러) 또는 콜레스테릭 액정의 키랄 피치에 의한 선택 반사에 의해 특정 색의 반사율을 변경시킬 수 있는 소자를 이용하여 구성될 수도 있다.
[실시예 6]
실시예 6에서는, 실시예 5와 유사한 형태로서, 적층 구조를 가진 1개의 화소에 다색표시 가능한 고휘도의 스크린에 대해 그의 가능한 다른 구조와 작동 원리를 설명한다.
제12도는 적층구조를 가진 표시 조자의 단면도이다. 제12도를 참고하여, 스크린(150)의 기본 구조를 설명한다.
그 스크린(150)은 대향 설치된 한쌍의 투명기판(155, 156)을 포함한다. 투명기판(155, 156) 사이의 부분은 2개의 절연층(161,166)에 의해 3개의 층으로 분할된다.
투명기판(155)과 절연층(161) 사이에는 투명 도전막(157), 광도전막(158), 적색 표시용 액정 유전체 미러(159) 및 투명도전막(160)이 삽입된다(이 막들은 투명기판(155)상에 이 순서대로 적층된다). 절연층(161, 166) 사이에는 투명 도전막(162), 광도전막(163), 녹색 표시용 액정 유전체 미러(164) 및 투명도전막(165)이 삽입된다(이 막들은 투명층(161)상에 이 순서대로 적층된다). 절연층(166)가 투명기판(156) 사이에는 투명 도전막(167), 청색 표시용 액정 유전체 미러(169) 및 투명도전막(170)이 삽입된다(이 막들은 절연층(166)상에 이 순서대로 적층된다).
이 실시예에서는, 광도전막(158)은 λ1=0.8㎛의 파장에 대응하는 광학 밴드갭을 갖는 a-Si:H와 같은 재료로 제조되고, 광도전막(163)은 λ2=1.3㎛의 파장에 대응하는 광학 밴드갭을 갖는 SixGe1-X:H와 같은 재료로 제조되며, 광도전막(168)은 λ3=1.5㎛의 파장에 대응하는 광학 밴드갭을 갖는 a-Ge:H와 같은 재료로 제조된다.
전술한 바와같이, 각각의 광도전막(158, 163, 168)은 각 파장 λ1,λ2,λ3에독립적으로 감도를 가지게 된다. 따라서, 이 막들은 λ1,λ2,λ3의 파장을 갖는 레이저들을 이용하여 각각 독립적으로 구동될 수 있다.
액정 유전체 미러(159, 164, 169)는 액정(5CB:이상광 굴절율 ne=1.7, 정상광 굴절율 no=1.5)과 광경화성 고분자 수지(라이트랙 LA0208: 굴절율 n=1.5)를 포함하는 혼합 물질에 2 방향에서 레이저 광선을 조사하고, 2광속 간섭에 의해 모노머를 중합하며, 액정과 고분자의 다층막을 형성함으로써 실현된다.
액정 유전체 미러(159)에서는, 전압이 인가되지 않을때 액정 분자는 투명기판(155, 156)에 평행하게 배열되므로, 무편향의 판독 광선에 의해 감지된 평균 굴절율(n)은 다음 방정식(2)으로 나타내진다.
따라서, 액정막과 고분자막 사이에 굴절율 차가 발생된다. 이 경우에, 굴절율차가 있는 다수의 막들이 적층되면, 층의 광학 거리에 대응하는 파장(λ=4 x n-d)의 광이 선택적으로 반사된다. 액정막과 고분자막의 두께는 100nm로 설정되고 n·d는 160nm으로 설정된다. 따라서, 640nm의 파장을 갖는 광이 선택적으로 반사된다.
한편, 전압이 인가될때는, 액정분자가 투명기판(155, 156)을 향해 기립되게 된다. 그 결과, 무편향의 판독광선에 의해 감지된 굴절율(no)는 1.5로 되고 액정막과 고분자막 사이의 굴절율 차가 없게 되어, 어떤 파장의 광도 반사되지 않는다.
동일한 방식으로, 액정 유전체 미러(164)에서는 액정막과 고분자막의 n·d가 135nm으로 되고 540nm의 파장을 갖는 광이 선택적으로 반사된다. 액정 유전체 미러(169)에서는, 액정막과 고분자막의 n·d가 100nm으로 되고 400nm의 파장을 갖는 광이 선택적으로 반사된다.
3개의 투명 도전막들(157, 162, 167)과 3개의 투명도전막들(160, 165, 170)이 서로 외부에서 접속됨으로써, 각 세트의 막들 사이가 등전위로 된다. 투명도전막(170, 157) 사이에 교류 전류가 인가된다. 전술한 구조에 의해, 투명도전막(157, 160), 투명도전막(162, 165) 및 투명도전막(167, 170) 사이의 각 부분에 전압이 병렬로 인가된다.
전술한 바와같이, 이 실시예의 스크린(150)은 전압이 병렬로 인가될 수 있게 적층된 다수의 층들을 포함하고 각 층들에 다른 파장에서 독립적인 감도를 갖는 광도점막을 배치한 것을 특징으로 하고 있다.
전술한 구조를 가진 스크린(150)의 기본적인 작동원리는 실시예 4에서 설명된 바와 같다. 이 실시예에서는, 각각 다른 파장들 λ1,λ2,λ3을 갖는 독립적인 기입광들(151, 152, 153)이 광도전막의 감도에 대응하여 입사되어, 각층의 액정을 독립적으로 제어한다. 판독광(154)은 다수의 영역들로 분할되지 않고, 가법색혼합에 의해 1개의 화소상에 적색, 녹색, 청색의 액정 유전체 미러로 구성된 적층 구조를 이용한 풀 컬러 표시를 실현한다. 그러므로, 매우 큰 고휘도의 표시가 가능해진다.
이 실시예에서는, 액정 유전체 미러를 이용한 가법색혼합에 의해 실현된 표시 모드가 설명되었다. 이와 다르게, 게스트호스트 액정 소자 또는 콜레스테릭 액정의 키랄 피치에 의한 선택 반사에 의해 특정색의 반사율을 변경시킬 수 있는 소자를 이용하여 구성될 수도 있다.
[실시예 7]
실시예 7에서는, 실시예 5 및 실시예 6와 유사한 형태로서, 적층 구조를 가진 1개의 화소에 다색 표시 가능한 고휘도의 스크린에 대해, 그의 다른 가능한 구조 및 작동 원리를 설명한다.
제13도는 적층 구조를 가진 표시 소자의 단면도이고, 제14도는 그 소자의 정면도이다. 제13도 및 제14도를 참조하여, 스크린(180)의 기본 구조를 설명한다.
이 스크린(180)은 대향하게 설치된 한쌍의 투명기판(185, 186)을 포함한다. 투명기판(185, 186) 사이의 부분은 2개의 절연층(194, 201)에 의해 3개의 층들로 분할된다.
투명기판(185)과 절연층(194) 사이에는 투명도전막(188), 절연층(189), 광도전막(190), 투명도전막(191), 적색 반사 콜레스테릭 액정층(192)(콜레스테릭 피치 x 평균굴절율 : p.n은 약 650nm) 및 투명도전막(193)이 삽입된다(이 막들은 투명기판(185)상에 이 순서대로 적층된다). 액정층(192)은 전압이 인가되지 않을때 액정분자가 투명기판(185, 186)에 대해 평행한 방향으로 비틀려지게 배향된 콜레스테릭 액정이다. 콜레스테릭 피치 x 평균굴절율에 따라 판독광의 파장이 650nm인 광이 액정층(192)에 의해 반사된다. 한편, 전압이 인가될때는, 액정분자가 투명기판(185, 186)을 향해 기립되게 되어, 네마틱 상태로 됨으로써, 임의 파장의 광도 투과시킨다.
절연층(194, 201) 사이에는 투명도전막(195), 절연층(196), 광도전막(197), 투명도전막(198), 녹색 반사 콜레스테릭 액정층(199)(콜레스테릭 피치 x 평균굴절율 : P·n은 약 550nm) 및 투명도전막(200)이 삽입된다(이 막들은 절연층(194)상에 이 순서대로 적층된다).
절연층(201)과 투명기판(186) 사이에는 투명도전막(202), 절연층(204), 광도전막(203), 투명도전막(205), 청색 반사 콜레스테릭 액정층(206)(콜레스테릭 피치 x 평균굴절율 : P·n은 약 440nm) 및 투명도전막(207)이 삽입된다(이 막들은 절연층(201)상에 이 순서대로 적층된다).
각각의 광도전막(190, 197, 203)은 파장 λ=1.3㎛에 대응하는 광학 밴드갭을 갖는 a-SixGe1-X:H와 같은 재료로 제조된다. 이 경우에, 투명도전막(188, 195, 202)과 투명도전막(193, 200, 207)은 외부에서 서로 접속됨으로써, 이 세트의 필름들은 등전위로 된다. 투명 도전막들(188, 207) 사이에는 교류전압(187)이 인가된다.
투명전극층(191, 198, 205)은 제14도에 도시된 바와같이 1개의 화소에 대응하는 형(이 실시예에서는 200㎛ x 200㎛의 정방형)으로 패터닝된다. 또한, 광도전막(190, 197, 203)의 크기는 각각 1개의 화소의 크기보다 충분히 작게 설정된다. 이 실시예에서는, 광도전막(190, 197, 203)의 크기는 50㎛ x 50㎛로 설정된다.
전술한 구성을 이용함으로써, 각각의 광도전막은 입사광(181, 182, 183)에 의해 독립적으로 구동된다.
전술한 바와같이, 이 실시예의 스크린(180)은 전압이 병렬로 인가될 수 있는 다수의 층들을 적층하고, 각 층들에 패터닝된 투명도전층을 설치하며, 각 층의 크기를 1개의 화소에 대해 충분히 작게 되도록 설정함을 특징으로 한다.
전술한 구조를 갖는 스크린(180)의 기본적인 작동 원리는 실시예 4 및 실시예 5와 동일하다. 이 실시예에서는, 판독광(181, 182, 183)이 광도전막의 위치에 대응하여 입사됨으로써, 각층이 액정을 독립적으로 제어한다. 판독광(184)은 다수의 영역들로 분할되지 않고, 가법색 혼합에 의해 1개의 화소에 적색, 녹색, 청색을 반사하는 콜레스테릭 액정층을 포함하는 적층 구조를 이용하여 풀 컬러표시를 실현한다. 따라서, 매우 큰 고휘도의 표시가 가능해진다.
이 실시예에서는, 콜레스테릭 액정의 키랄 피치에 의해 선택 반사됨으로써 특정색의 반사율을 변경시킬 수 있는 소자에 의한 표시 모드가 설명되었다. 이와다르게, 게스트호스트 액정 소자 또는 액정 유전체 미러를 이용한 가법색혼합에 의해 표시 모드가 실현될 수도 있다.
전술한 상세한 설명으로부터 명백하게 나타나는 바와같이, 본 발명의 화상 표시장치는, 고휘도의 CRT 또는 액정 패널에 의해서가 아니라 저휘도의 것으로도 스크린상에 만족스런 화상을 형성할 수 있어서, 전력 소비가 감소될 수 있다.
또한, 스크린의 투과광을 이용한 화상 표시와 다르게, 본 발명의 표시 장치는 주위광(형광등 및 자연광)의 반사를 이용하여 화상 표시를 실현함으로써, 표시 품위가 향상된다. 그 결과, 본 발명에 따르면, 종래의 표시장치에서 얻어진 화상에 비해 HDTV상에 표시되기에 더 적합한 선명한 화상을 얻을 수 있다. 본 발명의 표시장치가 매우 밝은 환경에 배치되거나 또는 표시 스크린에 외부 조명이 입사되더라도 콘트라스트가 저하되지 않는다. 따라서, 환경에 적응하는 적절한 휘도를 가진 표시 화상을 얻을 수 있다.
더욱이, 본 발명의 화상 처리 장치에 따르면, 광을 다수의 영역들로 분할하지 않고, 특정 파장에서 광의 명암을 제어하는 다수의 액정 패널을 이용하여 1개의 화소에 풀 컬러로 표시함으로써 매우 큰 고휘도의 표시가 실현될 수 있다.
본 발명에 따르면, 전술한 여러가지 효과들이 얻어질 수 있으므로, 종래의 표시장치의 문제점을 해결하는 새로운 배면 투사형 화상 표시 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않고 당업자들에 의해 여러가지 다른 개조 형태가 실현되어 제조될 수 있다. 따라서, 첨부된 특허청구의 범위는 여기에서 기술된 설명에 제한되지 않고, 더 넓게 해석될 수 있다.

Claims (19)

  1. 컬러 표시를 위한 화상정보를 갖는 복수의 광화상을 병치혼색화한 상태로 투사하기 위한 화상투사수단; 및 대향하는 두 면을 갖는 직시형 스크린을 포함하며, 상기 화상투사수단에서 스크린의 두 대향면중 일방으로 투사된 복수의 광화상은 상기 두 대향면중 타방의 광학특성을 변화시킴으로써 컬러 표시를 위한 화상정보를 기입하고; 컬러 표시를 위한 기입 화상정보는 타 방면으로 부터의 외주광을 이용하여 독출됨으로써, 컬러 표시를 행하는 화상표시장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 화상투사수단은 컬러 표시를 할수 있는 액정패널 또는 브라운관을 포함하는 화상표시장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 복수의 광화상은 컬러 표시를 위해 필요한 원색 성분에 각각 대응하며, 상기 스크린은 컬러 표시를 위해 필요한 원색 성분에 대응하는 컬러 필터들을 포함하는 화상표시장치.
  4. 컬러 표시를 위한 화상정보를 갖는 복수의 광화상을 중첩혼색화한 상태로 투사하기 위한 화상투사수단; 및 대향하는 두 면 및 상기 화상투사수단에서 다중 혼색 상태로 두 대향면중 일방으로 투사된 복수의 광화상을 각각의 광화상으로 분할하기 위한 필터층을 포함하는 직시형 스크린을 포함하며, 상기 복수의 분할된 광화상은 상기 두 대향면중 타방의 광학특성을 변화시킴으로써 컬러 표시를 위한 화상정보를 기입하며; 컬러 표시를 위한 상기 기입 화상 정보는 상기 타 방면으로 부터의 외주광을 이용하여 독출되어 컬러 표시를 행하는 화상표시장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 화상투사수단은 각각 다른 표시 컬러들을 갖는 복수의 액정패널 또는 복수의 브라운관을 포함하는 화상표시장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 복수의 광화상은 컬러 표시를 위해 필요한 원색 성분들에 각각 대응하며, 상기 스크린은 컬러 표시를 위해 필요한 원색 성분에 대응하는 컬러 필터들을 더 포함하는 화상표시장치.
  7. 레이저빔 발생 수단에 의해 발생된 레이저빔을 순차적으로 주사함으로써 화상정보를 갖는 광화상을 투사하도록 레이저빔을 발생하기 위한 레이저빔 발생 수단; 및 두 대향면을 갖는 직시형 스크린을 포함하며, 상기 화상투사수단에서 두 대향면중 일방으로 투사된 광화상은 상기 두 대향면중 타방의 광학특성을 변화시킴으로써 화상정보를 기입하며; 상기 기입 화상정보가 타방면으로 부터의 외주광을 이용하여 독출됨으로써, 표시를 행하는 화상표시장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 레이저빔 발생수단은 반도체 레이저인 화상표시장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 스크린은 컬러 표시를 위해 필요한 원색 성분들에 대응하는 컬러 필터들을 더 포함하는 화상표시장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 복수의 광화상은 각각 컬러 표시를 위해 필요한 원색 성분들에 대응하고, 상기 스크린은 적어도 두개의 층을 포함하는 다층구조를 가지며, 상기 적어도 두개의 층의 각각은 다른 컬러를 표시하고 컬러의 휘도를 변화시키기 위한 소자인 화상표시장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 스크린은, 서로 대향하는 한쌍의 기판; 상기 한쌍의 기판들간의 일부에 전압을 인가하기 위한 전압 인가 수단; 상기 한쌍의 기판들사이에 제공되고, 임피던스가 입사광의 강도에 따라 변화되는 광도전막; 상기 한쌍의 기판간에 제공된 광도전막에 대해 상기 타방 스크린면의 일측에 제공된 액정층; 및 상기 한쌍의 기판간에 제공된 액정층에 대해 상기 일방의 스크린면의 일측에 제공된 반사층을 포함하는 화상표시장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 스크린은, 서로 대향하는 한쌍의 기판; 상기 한쌍의 기판들간의 일부에 전압을 인가하기 위한 전압 인가 수단; 상기 한쌍의 기판들사이에 제공되고, 온도가 입사광의 강도에 따라 변화되는 광흡수막; 상기 한쌍의 기판간에 제공된 광흡수막에 대해 상기 타방 스크린면의 일측에 제공된 액정층; 및 상기 한쌍의 기판간에 제공된 액정층에 대해 상기 일방의 스크린면의 일측에 제공된 반사층을 포함하는 화상표시장치.
  13. 제1항에 있어서, 상기 스크린은 외주광의 반사 또는 산란을 이용하여 기입화상정보를 판독하기 위한 구조를 갖는 화상표시장치.
  14. 제1항에 있어서, 상기 스크린은, 서로 대향하는 한쌍의 기판; 상기 한쌍의 기판들간의 일부를 복수의 층들로 분할하기 위한 분할 수단; 상기 복수의 층들의 각각에 전압을 인가하기 위한 전압 인가 수단; 임피던스가 입사광의 강도에 따라 변화되는 광도전막; 및 각각 다른 컬러를 표시하고 그의 휘도를 변화시키기 위해, 상기 광도전막에 대해 복수의 층의 타방면의 일측에 제공된 소자를 포함하는 화상표시장치.
  15. 제1항에 있어서, 상기 스크린은, 서로 대향하는 한쌍의 기판; 상기 한쌍의 기판들간의 일부를 복수의 층들로 분할하기 위한 분할 수단; 상기 복수의 층들의 각각에 전압을 인가하기 위한 전압 인가 수단; 각각 다른 특정 파장을 갖는 광에 감도를 나타내며 임피던스가 입사광의 강도에 따라 변화되는 복수의 광도전막; 및 각각 다른 컬러를 표시하고 그의 휘도를 변화시키기 위해, 상기 광도전막들에 대해 복수의 층의 타방면의 일측에 제공된 소자를 포함하는 화상표시장치.
  16. 제1항에 있어서, 상기 스크린은, 서로 대향하는 한쌍의 기판; 상기 한쌍의 기판들간의 일부를 복수의 층들로 분할하기 위한 분할 수단; 상기 복수의 층들의 각각에 전압을 인가하기 위한 전압 인가 수단; 상기 복수의 층들의 화소마다 제공되고, 하나의 화소보다 충분히 작은 사이즈를 가지며, 임피던스가 입사광의 강도에 따라 변화되는 복수의 광도전막; 및 각각 다른 컬러를 표시하고 그의 휘도를 변화시키기 위해, 상기 광도전막들에 대해 복수의 층의 타방면의 일측에 제공된 소자를 포함하는 화상표시장치.
  17. 제14항에 있어서, 각각 다른 컬러를 표시하고 그의 휘도를 변화시키기 위한 소자는 게스트 호스트형 액정소자인 화상표시장치.
  18. 제14항에 있어서, 각각 다른 컬러를 표시하고 그의 휘도를 변화시키기 위한 소자는 다중 간섭효과를 이용하여 특정 색의 반사를 변화시키기 위해 액정과 고분자를 함유하는 다층 구조를 포함하는 화상표시장치.
  19. 제14항에 있어서, 각각 다른 컬러를 표시하고 그의 휘도를 변화시키기 위한 소자는 콜레스테릭 액정의 파장 선택성 반사효과를 이용하여 특정 반사를 변화시키는 소자인 화상표시장치.
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