KR20090016155A

KR20090016155A - 능동형 반사판 및 이를 채용한 마그네틱 디스플레이 패널

Info

Publication number: KR20090016155A
Application number: KR1020070080601A
Authority: KR
Inventors: 조승래
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2007-08-10
Filing date: 2007-08-10
Publication date: 2009-02-13

Abstract

자기장에 의해 제어되어 광을 투과 또는 반사시키는 능동형 반사판 및 이를 채용한 마그네틱 디스플레이 패널을 개시한다. 본 발명의 한 유형에 따른 능동형 반사판은, 투명한 절연성 매질 내에 자성 입자들이 매립되어 있는 자성재료층을 구비하며, 상기 자성재료층의 광입사면은 중앙에 대칭축을 갖는 볼록한 포물면 형태의 중심면과 상기 중심면의 대칭축 상에 초점을 가지며 상기 중심면으로부터 연장되는 오목한 포물면 형태의 둘레면을 포함하는 하이브리드 곡면들의 어레이 형태를 갖는 것을 특징으로 한다.

Description

능동형 반사판 및 이를 채용한 마그네틱 디스플레이 패널{Magnetic field controlled active reflector and magnetic display panel empolying the same}

본 발명은 능동형 반사판 및 이를 채용한 마그네틱 디스플레이 패널에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 자기장에 의해 제어되어 광을 투과 또는 반사시키는 능동형 반사판 및 이를 채용한 마그네틱 디스플레이 패널에 관한 것이다.

현재, 액정 디스플레이(LCD) 패널과 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)이 평판형 디스플레이 패널로서 주로 사용되고 있다. 또한, 차기의 평판형 디스플레이 패널로서 OLED(Organic Light Emitting Diode)가 연구되고 있다.

액정 디스플레이 패널의 경우, 자체 발광형이 아니기 때문에 백라이트 유닛에서 방출된 광이나 외부광을 투과/차단시키는 광 셔터를 사용하여야 한다. 공지된 바와 같이, 액정 디스플레이 패널에서 사용되는 광 셔터는 두 개의 편광판 및 상기 두 개의 편광판 사이에 배치된 액정층으로 이루어진다. 그런데, 상기 편광판이 흡수형 편광판인 경우 광 이용 효율이 크게 저하되는 문제가 있다. 이에 따라, 흡수형 편광판 대신 반사형 편광판을 사용하기 위한 연구가 진행되고 있으나, 이 경우 제조 비용이 증가하고 대면적의 디스플레이 패널을 구현하기 어려운 문제가 있다.

또한, 플라즈마 디스플레이 패널은 자체 발광형으로서 광 셔터가 요구되지 않는데, 전력 소비가 크고 열이 많이 발생한다는 문제점이 있다. 또한, OLED 역시 자체 발광형으로서 광 셔터가 요구되지 않는다. OLED는 아직 개발 단계로서, 제조 비용이 비싸고 수명이 충분히 길지 않다는 문제가 있다.

한편, 현재 개발되고 있는 양면 LCD(dual-sided LCD)의 경우, 야외시인성을 향상시키기 위하여 외부광을 활용할 수 있는 반사 구조를 화소내에 채용하고 있는 데, 상기 반사 구조는 아직까지 필요에 따라 광을 투과시키거나 반사시키는 제어를 하지 못하고 있다. 따라서, 현재의 양면 디스플레이 장치는 외부광원의 위치에 따라 디스플레이 양쪽의 휘도가 달라질 수 있다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 개선하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 자기장에 의해 광의 투과 또는 반사 여부가 제어될 수 있는 능동형 반사판을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 상술한 능동형 반사판의 원리를 채용한 마그네틱 디스플레이 패널을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 상술한 능동형 반사판의 원리를 채용한 양면 디스플레이 패널을 제공하는 것이다.

본 발명의 한 유형에 따른 능동형 반사판은, 투명한 절연성 매질 내에 자성 입자들이 매립되어 있는 자성재료층을 구비하며, 상기 자성재료층의 광입사면은 중앙에 대칭축을 갖는 볼록한 포물면 형태의 중심면과 상기 중심면의 대칭축 상에 초점을 가지며 상기 중심면으로부터 연장되는 오목한 포물면 형태의 둘레면을 포함하는 하이브리드 곡면들의 어레이 형태를 갖는 것을 특징으로 한다.

상기 자성재료층은 외부 자기장이 인가되지 않으면 모든 광을 반사하고 외부 자기장이 인가되면 제 1 편광방향의 광을 투과시키고 제 1 편광방향에 수직한 제 2 편광방향의 광을 반사할 수 있다.

여기서, 상기 자성재료층의 두께는 자성재료층의 자기 감쇠 길이보다 큰 것이 바람직하다.

상기 자성재료층은, 코어-쉘 구조의 자성 입자들과 코어-쉘 구조의 컬러 흡수 입자들이 혼합되어 하나의 매질 내에 분포되어 있는 것일 수 있다.

상기 코어-쉘 구조의 자성 입자는 도전성을 갖는 자성체로 이루어진 자성 코어 및 상기 자성 코어 둘레의 절연성 쉘을 포함할 수 있다.

상기 절연성 쉘은 상기 자성 코어를 둘러싸는 투명한 절연성 재료로 이루어질 수 있다.

또는, 상기 절연성 셀은 상기 자성 코어를 둘러싸는 폴리머 형태의 투명한 절연성 표면활성제로 이루어질 수도 있다.

본 발명에 따르면, 하나의 자성 코어가 하나의 단일 자구(single magnetic domain)를 형성할 수 있다.

예컨대, 상기 자성 코어를 형성하는 도전성 자성체는, 코발트, 철, 철산화물, 니켈, Co-Pt 합금, Fe-Pt 합금, 티타늄, 알루미늄, 바륨, 백금, 나트륨, 스트론튬, 마그네슘, 디스프로슘, 망간, 가돌리늄, 은, 구리 및 크롬 중에서 선택된 어느 하나의 재료 또는 그 합금으로 이루어질 수 있다.

입사광의 파장에서 상기 자성 코어의 자기 감쇠 길이를 s라 하고, 상기 자성 코어의 직경을 d라 할 때, 상기 자성재료층 내부를 두께 방향으로 진행하는 광의 경로를 따라 필요한 자성 코어의 개수 n 은 n ≥ s / d 일 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 컬러 흡수 입자의 크기는 상기 자성 입자의 크기보다 작거나 같은 것이 바람직하다.

또한, 상기 코어-쉘 구조의 컬러 흡수 입자는 유전체로 이루어진 코어와 금 속으로 이루어진 쉘로 이루어질 수 있다.

본 발명에 따르면, 코어와 쉘의 반경 비가 서로 상이한 컬러 흡수 입자들이 상기 자성재료층 내에 분포될 수 있다.

상기 자성재료층은, 코어-쉘 구조의 자성 입자들을 염료와 함께 용액 내에 액침시킨 후, 이를 투명 기판 위에 코팅하여 경화시킴으로써 형성될 수도 있다.

본 발명에 따른 능동형 반사판은 상기 자성재료층에 자기장을 인가하기 위한 자기장 인가 수단을 더 포함하며, 상기 자기장 인가 수단은 상기 자성재료층의 주위에 서로 평행하게 배치된 다수의 와이어 및 상기 다수의 와이어들에 전류를 제공하는 전원을 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 와이어들은 상기 자성재료층의 둘레를 둘러싸도록 배치될 수 있다.

또한, 상기 와이어들은 상기 자성재료층의 상면 및 하면 중에서 어느 한면에 배치될 수도 있다.

예컨대, 상기 와이어는, ITO, 알루미늄, 구리, 은, 백금, 금 및 요오드 도핑된 폴리아세틸렌 중에서 선택된 어느 하나의 재료로 이루어질 수 있다.

본 발명에 따른 능동형 반사판은, 상기 자성재료층에 자기장을 인가하기 위한 자기장 인가 수단을 더 포함하며, 상기 자기장 인가 수단은 상기 자성재료층의 표면에 배치된 판상의 투명 전극 및 상기 투명 전극에 전류를 제공하는 전원을 포함하는 것을 특징으로 한다.

예컨대, 상기 판상의 투명 전극은 ITO 또는 표면 깊이보다 얇은 두께를 갖는 전도성 금속으로 이루어질 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 유형에 따른 마그네틱 디스플레이 화소는, 외부 자기장이 인가되면 광을 투과시키고 외부 자기장이 인가되지 않으면 광을 투과시키지 않는 자성재료층; 상기 자성재료층을 투과한 광을 반사시키기 위하여 자성재료층의 하부에 배치된 반사판; 상기 반사판의 하부에 배치된 제 1 전극; 상기 자성재료층의 상부에 배치된 제 2 전극; 및 상기 자성재료층의 측면에 배치되어 상기 제 1 전극과 제 2 전극을 전기적으로 연결하는 스페이서;를 포함하며, 상기 자성재료층 내에 염료 또는 컬러 흡수 입자들이 혼합되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 마그네틱 디스플레이 화소는, 상기 제 1 전극에 배치된 투명한 전면 기판 및 상기 제 2 전극에 배치된 배면 기판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 한다.

본 발명에 따르면, 상기 자성재료층은 외부 자기장이 인가되면 제 1 편광방향의 광을 투과시키고 제 1 편광방향에 수직한 제 2 편광방향의 광을 반사하며, 외부 자기장이 인가되지 않으면 모든 광을 반사할 수 있다.

상기 자성재료층은, 자성 입자들이 서로 뭉침 없이 투명한 절연성 매질 내에 매립되어 있는 구조일 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 자성재료층의 두께는 자성재료층의 자기 감쇠 길이보다 큰 것이 바람직하다.

예컨대, 상기 자성재료층은, 코어-쉘 구조의 자성 입자들과 컬러 흡수 입자들이 혼합되어 하나의 매질 내에 분포되어 있는 것일 수 있다.

또한, 상기 절연성 셀은 상기 자성 코어를 둘러싸는 폴리머 형태의 투명한 절연성 표면활성제로 이루어질 수도 있다.

본 발명에 따르면, 하나의 자성 코어는 하나의 단일 자구(single magnetic domain)를 형성하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 입사광의 파장에서 상기 자성 코어의 자기 감쇠 길이를 s라 하고, 상기 자성 코어의 직경을 d라 할 때, 상기 자성재료층 내부를 두께 방향으로 진행하는 광의 경로를 따라 필요한 자성 코어의 개수 n 은 n ≥ s / d 일 수 있다.

상기 컬러 흡수 입자의 크기는 상기 자성 입자의 크기보다 작거나 같은 것이 바람직하다.

예컨대, 상기 컬러 흡수 입자는 유전체로 이루어진 코어와 금속으로 이루어진 쉘로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 자성재료층은, 코어-쉘 구조의 자성 입자들을 염료와 함께 용액 내에 액침시킨 후, 이를 전면 또는 배면 기판 위에 코팅하여 경화시킴으로써 형성될 수도 있다.

상기 마그네틱 디스플레이 화소는, 상기 자성재료층으로부터 전면 기판의 외부 표면까지의 광학 표면 중 적어도 하나의 표면에 형성된 반사방지 코팅을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 마그네틱 디스플레이 화소는, 상기 자성재료층으로부터 전면 기판의 외부 표면까지의 광학 표면 중 어느 하나의 표면에 배치된 흡수형 편광자를 더 포함할 수도 있다.

본 발명에 따르면, 상기 반사판의 반사면은 중앙에 대칭축을 갖는 볼록한 포물면 형태의 중심면과 상기 중심면의 대칭축 상에 초점을 가지며 상기 중심면으로부터 연장되는 오목한 포물면 형태의 둘레면을 포함하는 하이브리드 곡면들의 어레이 형태를 가질 수 있다.

또한, 상기 제 1 전극, 제 2 전극 및 도전성 스페이서는, 알루미늄, 구리, 은, 백금, 금 및 요오드 도핑된 폴리아세틸렌 중에서 어느 하나의 재료로 이루어질 수 있다.

이 경우, 광이 상기 제 1 전극을 통과할 수 있도록, 상기 제 1 전극에 다수의 제 1 홀이 형성되어 있으며, 전류의 진행 방향으로 연장된 다수의 와이어들이 상기 제 1 홀들 사이에 형성될 수 있다.

상기 와이어들 사이의 제 1 홀 영역 내에는 광투과성 재료가 형성될 수도 있다.

또한, 광이 상기 제 2 전극을 통과할 수 있도록, 상기 제 2 전극에서 상기 자성재료층과 대향하는 영역에 제 2 홀이 형성될 수 있다.

상기 제 2 전극의 제 2 홀 영역 내에는 광투과성 재료가 형성될 수도 있다.

상기 제 2 전극은 상기 도전성 스페이서와 전기적으로 연결되는 메시 또는 격자 구조의 와이어일 수도 있다.

또한, 상기 제 1 전극 및 제 2 전극이 투명한 도전성 재료로 이루어질 수도 있다.

상기 마그네틱 디스플레이 화소는, 상기 전면 기판과 기판 사이에서 상기 자성재료층의 측면에 배치되는 것으로, 상기 제 1 전극과 제 2 전극 사이의 전류 흐름을 스위칭하는 제어 회로를 더 포함할 수 있다.

상기 마그네틱 디스플레이 화소는, 상기 전면 기판과 공통 전극의 사이에서 상기 제어 회로 및 도전성 스페이서와 대향하는 영역에 배치되는 블랙 매트릭스를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 유형에 따른 마그네틱 디스플레이 패널은 상술한 구조의 마그네틱 디스플레이 화소들의 어레이를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 상기 마그네틱 디스플레이 패널은, 상기 배면 기판, 전면 기판, 제 1 전극 및 제 2 전극이 플렉서블한 재료로 이루어진 플렉서블 디스플레이 패널일 수 있다.

이 경우, 상기 전면 및 배면 기판은 광투과성 수지 재료로 이루어지며, 상기 제 1 및 제 2 전극은 도전성 폴리머 재료로 이루어질 수 있다.

상기 마그네틱 디스플레이 패널은, 상기 전면 및 배면 기판 사이에서 자성재료층의 측면에 배치되는 것으로, 상기 제 1 전극과 제 2 전극 사이의 전류 흐름을 스위칭하는 유기 박막 트랜지스터를 더 포함할 수 있다.

상기 마그네틱 디스플레이 패널은, 다수의 화소들이 배열된 디스플레이 유닛 및 각각의 화소에 대해 제 1 전극과 제 2 전극 사이의 전류 흐름을 개별적으로 스위칭하는 분리된 제어부를 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 다수의 화소들이 하나의 공통된 전면 기판, 배면 기판 및 제 2 전극을 공유하며, 자성재료층과 상기 자성재료층에 자기장을 인가하기 위한 제 1 전극은 각 화소마다 하나씩 배치될 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 유형에 따른 양면 디스플레이 패널은 상술한 구조를 갖는 제 1 및 제 2 마그네틱 디스플레이 패널이 각각의 배면 기판을 마주보도록 하면서 서로 대칭적인 구성으로 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

이 경우, 상기 배면 기판은 투명한 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 상기 제 1 및 제 2 마그네틱 디스플레이 패널의 반사판은 능동형 반사판들과 비활성 반사판들이 교대로 배열된 복합 반사판이며, 상기 능동형 반사판은 투명한 절연성 매질 내에 자성 입자들이 매립되어 있는 자성재료층을 구비하고, 외부 자기장이 인가되지 않으면 모든 광을 반사하고 외부 자기장이 인가 되면 제 1 편광방향의 광을 투과시키고 제 1 편광방향에 수직한 제 2 편광방향의 광을 반사하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 상기 제 1 마그네틱 디스플레이 패널과 제 2 마그네틱 디스플레이 패널 사이에 백라이트 유닛이 더 배치될 수도 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 유형에 따른 전자기기는 상술한 구조를 갖는 마그네틱 디스플레이 패널을 채용할 수 있다.

본 발명에 따른 능동형 반사판은 자기장의 인가 여부에 따라 입사광의 반사 또는 투과를 조절하는 것이 가능하다. 이러한 본 발명에 따른 능동형 반사판을 양면 디스플레이 패널에 이용할 경우, 야외시인성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 마그네틱 디스플레이 패널의 경우, 종래의 액정 디스플레이 패널에 필수적인 컬러 필터, 전면 편광자 및 배면 편광자를 사용하지 않아도 된다. 따라서, 종래의 액정 디스플레이 패널과 비교하여 훨씬 적은 부품으로도 광의 투과/차단을 조절할 수 있으므로, 종래의 액정 디스플레이 패널에 비해 간단하고 저렴하게 디스플레이 패널을 제조하는 것이 가능하다. 또한, 능동형 반사판을 이용함으로써 외부광을 보다 효율적으로 사용할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 마그네틱 디스플레이 패널은 기존의 액정 디스플레이 패널의 제조 공정을 대부분 이용할 수 있기 때문에, 현재의 액정 디스플레이 패널의 제조 라인을 그대로 활용할 수 있다.

더욱이, 본 발명에 따른 마그네틱 디스플레이 패널은 고온 공정이 필요하지 않기 때문에, 플렉서블 디스플레이에 적용이 가능하다.

본 발명에 따른 마그네틱 디스플레이 패널은 소면적 뿐만 아니라 대면적으로도 제조가 쉽다. 따라서, 본 발명에 따른 마그네틱 디스플레이 패널은 TV, PC, 노트북, 휴대폰, PMP, 게임기 등과 같이 영상이 제공되는 다양한 크기의 전자기기에 폭 넓게 적용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 양호한 실시예에 따른 능동형 반사판(10)의 개략적인 구조를 예시적으로 도시하고 있으며, 도 2는 도 1에 도시된 능동형 반사판(10)의 단면도를 도시하고 있다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 능동형 반사판(10)은 투명 기판(11) 및 상기 투명 기판(11) 위에 형성된 자성재료층(12)를 포함한다. 자성재료층(12)은, 예컨대, 다수의 자성 입자(13)들이 투명한 절연성 매질(15) 내에 매립되어 있는 구조일 수 있다. 도 1 및 도 2에서는 편의상 자성재료층(12) 내의 자성 입자(13)들이 소밀하게 분포되어 있는 것으로 도시하였다. 그러나 실제로는, 상기 자성재료층(12) 내에서 자성 입자(13)들은 매우 밀집하게 채워져 있다.

여기서, 도전성을 갖는 자성 코어로 이루어진 상기 자성 입자(13)들은 서로 뭉치거나 전기적으로 접촉하지 않고 투명한 절연성 매질(15) 내에 매립되어 있는 것이 바람직하다. 도 1 및 도 2에서 확대하여 나타낸 바와 같이, 도전성을 갖는 자성 코어로 이루어진 자성 입자(13)들이 서로 뭉치거나 전기적으로 접촉하지 않도록, 상기 자성 입자(13)들은 도전성을 갖는 자성 코어(13a)와 이를 둘러싸는 투명한 비자성, 절연성 쉘(shell)(13b)로 이루어질 수 있다. 또한, 자성 입자(13)들 사 이의 영역도 상기 절연성 쉘(13b)과 마찬가로 비자성을 갖는 투명한 절연성 유전체 재료로 채워질 수 있다.

상기 자성 입자(13)의 코어(13a)로 사용될 수 있는 재료로는, 도전체와 자성체로서의 성질을 모두 갖는다면 어떠한 재료든지 사용이 가능하다. 예컨대, 코발트, 철, 니켈, Co-Pt 합금 또는 Fe-Pt 합금과 같은 강자성체 또는 초상자성체 금속이나 합금을 사용할 수도 있으며, 또는 티타늄, 알루미늄, 바륨, 백금, 나트륨, 스트론튬, 마그네슘, 디스프로슘, 망간 및 가돌리늄과 같은 상자성체 금속이나 합금을 사용하거나, 은 및 구리와 같은 반자성체 금속이나 합금을 사용할 수도 있고, 또는 닐 온도(Neel temperature) 이상에서 상자성체로 변하는 크롬과 같은 반강자성체(antiferromagnetic) 금속을 사용하는 것도 가능하다. 또한, 도전체와 자성체로서의 성질을 갖는다면, 금속 이외에도 유전체, 반도체, 폴리머 등과 같은 재료도 사용할 수 있다. 또한, 전도성은 낮은 편이지만 자화율(magnetic susceptibility)이 매우 큰 페리자성체(ferrimagnetic substance)도 코어(13a)로서 사용이 가능한 데, 이러한 재료로는 예컨대 MnZn(Fe₂O₄)₂, MnFe₂O₄, Fe₃O₄, Fe₂O₃ 와 같은 철 산화물과 Sr₈CaRe₃Cu₄O₂₄ 등이 있다.

이러한 코어(26a)의 직경은 하나의 코어(26a)가 단일 자구(single magnetic domain)를 형성할 수 있는 정도로 충분히 작아야 한다. 따라서 자성 입자(26)의 코어(26a)의 직경은 사용하는 재료에 따라 수 nm에서 수십 nm까지 가능하다. 예컨대, 코어(26a)의 직경은, 사용하는 재료에 따라 차이가 날 수 있지만, 약 1nm 내지 100nm 정도가 될 수 있다.

또한, 쉘(13b)의 역할은, 앞서 설명한 바와 같이, 자성 입자(13)의 코어(13a)들이 서로 뭉치거나 서로 직접적으로 닿지 않게 하여 코어(13a)들 사이의 전기적 접촉을 방지하는 것이다. 이를 위하여, 예컨대 SiO₂ 또는 ZrO₂ 와 같이 비자성을 갖는 투명한 절연성 유전체 재료로 된 쉘(13b)이 코어(13a)를 둘러쌀 수 있다. 또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 폴리머 형태의 표면활성제(surfactant)로 이루어진 쉘(13b')이 코어(13a)를 둘러쌀 수도 있다. 여기서, 상기 폴리머 형태의 표면활성제는 투명하며, 절연성 및 비자성을 가져야 한다. 이러한 쉘(13b,13b')의 두께는 서로 인접하여 있는 자성 입자(13)들의 코어(13a)들이 전기적으로 서로 전도(conduct)되지 않을 정도의 두께이면 충분하다.

이러한 자성재료층(12)은, 예컨대, 코어-쉘 구조의 자성 입자(13)들을 용액 내에 액침시킨 후, 이를 투명 기판(11) 위에 얇게 스핀 코팅(spin coating) 또는 딥 코팅(deep coating)하여 경화시킴으로써 형성될 수 있다. 그 밖에도, 자성 입자(13)들이 자성재료층(12) 내에서 서로 뭉치거나 전기적으로 접촉하지 않은 상태로 존재할 수 있다면, 여러 다른 방법을 사용할 수도 있다.

도 4는 외부 자기장이 인가되지 않은 경우에 자성재료층(12) 내의 자기 모멘트들의 배향을 개략적으로 도시한다. 외부 자기장이 인가되지 않은 경우, 상기 자성재료층(12) 내의 전체적인 자기 모멘트들은 도 4에서 화살표로 표시한 바와 같이 여러 방향으로 랜덤하게 배향되어 있다. 도 4에서, 'ㆍ'는 x-y 평면상에서 +x 방향 의 자기 모멘트를 나타내며, '×'는 x-y 평면상에서 -x 방향의 자기 모멘트를 나타낸다. 또한, 도 4에서 확대하여 표시한 바와 같이, 자성재료층(12) 내의 자기 모멘트들은 x-y 평면 뿐만 아니라 수직 방향(즉, -z 방향)으로도 랜덤하게 배향되어 있다. 따라서, 외부 자기장이 인가되지 않은 경우, 자성재료층(12) 내의 총 자화는 0 이 된다(M = 0).

한편, 도 5는 자성재료층(12)의 주위에 자기장이 인가되는 경우를 도시하고 있다. 상기 자성재료층(12)의 주위에 자기장을 인가하기 위하여, 도 5에 도시된 바와 같이, 자기장 인가 수단으로서 다수의 와이어(16)들을 상기 자성재료층(12)의 둘레에 배치할 수 있다. 여기서, 상기 와이어(16)들은, 예컨대, ITO와 같은 투명한 전도성 재료를 사용할 수 있다. 그러나 와이어(16)들 사이의 간격이 와이어(16)의 폭보다 훨씬 클 경우에는, ITO 대신 알루미늄, 구리, 은, 백금, 금, 바륨, 크롬, 나트륨, 스트론튬, 마그네슘 등과 같이 저항이 작은 불투명한 금속을 사용할 수도 있다. 금속 이외에도, 요오드 도핑된 폴리아세틸렌(iodine-doped polyacetylene)과 같은 도전성 폴리머를 와이어(16)의 재료로 사용하는 것도 가능하다. 도 5에는 와이어(16)가 자성재료층(12)의 저면에 배치된 것으로 도시되어 있으나, 자성재료층(12)의 상면에 배치될 수도 있고, 자성재료층(12)을 둘러싸도록 배치될 수도 있다.

또한, 비록 도시되지는 않았지만, 와이어(16) 대신 ITO와 같이 투명한 전도성 재료로 이루어진 판상의 전극을 자성재료층(12)의 전체 표면에 형성할 수도 있다. 최근에는 금속을 수nm 이하로 매우 얇게 코팅할 수 있는 기술이 개발되었는 데, 전도성 금속을 그 금속의 표면 깊이(skin depth) 이하의 두께로 형성할 경우, 광의 투과가 가능하다. 따라서, 전도성 금속을 자성재료층(12)의 전체 표면에 표면 깊이보다 작은 두께로 얇게 코팅함으로써 전극을 형성할 수도 있다.

이렇게 자기장 인가 수단을 이용하여 자성재료층(12)의 주위에 자기장을 인가하면, 자성재료층(12) 내의 자기 모멘트들이 자기장을 따라 한 방향으로 정렬된다. 예컨대, 도 5에 도시된 바와 같이, 와이어(16)들을 따라 -y 방향으로 전류를 흐르게 하면 자성재료층(12) 내의 자기 모멘트들이 -x 방향으로 배향된다. 따라서, 상기 자성재료층(12)은 -x 방향으로 자화된다.

이하, 상술한 구조를 갖는 자성재료층(12)의 동작 원리에 대해 설명한다.

자성재료층(12)에 입사하는 전자기파의 자기장은 상기 자성재료층(12)의 자화 방향에 수직한 성분(H_⊥)과 수평한 성분(H_||)으로 분해될 수 있다. 자화 방향과 평행한 성분(H_||)이 자성재료층(12)에 입사하는 경우, 자화 방향으로 배향되어 있는 자기 모멘트들과 상호작용하여 유도 자기 모멘트(induced magnetic moment)가 발생하게 된다. 이렇게 발생한 유도 자기 모멘트는 수평한 성분(H_||)의 자기장의 진폭이 시변함에 따라 함께 시변하게 된다. 그 결과, 전자기파 방사의 일반적인 원리에 따라, 시변하는 유도 자기 모멘트에 의해 전자기파가 발생하게 된다. 이렇게 발생한 전자기파는 모든 방향으로 전파될 수 있다. 그러나, 자성재료층(12)의 내부로 진행하는 전자기파(즉, -z 방향으로 진행하는 전자기파)는 자성재료층(12)에 의해 감쇠를 겪게 된다. 전기장의 표면 깊이 길이(skin depth length)와 유사한 개념인 자기 감쇠 길이(magnetic decay length)보다 자성재료층(12)의 두께(t)를 크게 하면, 유도 자기 모멘트에 의해 발생한 전자기파 중에서 자성재료층(12)의 내부로 진행하는 전자기파는 대부분 감쇠하게 되고, +z 방향으로 진행하는 전자기파만이 남게 된다. 따라서, 자화 방향과 평행한 성분(H_||)은 자성재료층(12)에 의해 반사되는 것으로 간주될 수 있다.

반면, 자화 방향에 수직한 성분(H_⊥)이 자성재료층(12)에 입사하는 경우, 상기 수직한 성분(H_⊥)은 자기 모멘트와 상호작용하지 않으며, 따라서 유도 자기 모멘트도 발생하지 않는다. 그 결과, 자화 방향에 수직한 성분(H_⊥)은 감쇠 없이 상기 자성재료층(12)을 통과하게 된다.

결과적으로, 자성재료층(12)에 입사하는 전자기파의 자기장 중에서, 자화 방향과 평행한 성분(H_||)은 상기 자성재료층(12)에 의해 반사되는 반면, 자화 방향에 수직한 성분(H_⊥)은 상기 자성재료층(12)을 투과하게 된다. 따라서, 자화 방향에 수평한 성분의 자기장과 관련된 광 에너지(S _|| = E _||×H _||)는 상기 자성재료층(12)에 의해 반사되고, 자화 방향에 수직한 성분의 자기장과 관련된 광 에너지(S _⊥ = E _⊥×H _⊥)는 상기 자성재료층(12)을 투과한다.

도 4에서와 같이, 자성재료층(12)에 외부 자기장이 인가되지 않은 경우, 자성재료층(12) 내의 자기 모멘트들은 x-y 평면에서 뿐만 아니라 깊이 방향(즉, -z 방향)으로도 랜덤하게 배향되어 있다. 따라서, 외부 자기장이 인가되지 않은 자성 재료층(12)에 입사하는 광은 모두 반사된다. 반면, 도 5에서와 같이, 외부 자기장이 자성재료층(12)에 인가되면, 자성재료층(12) 내의 자기 모멘트들이 한 방향으로 정렬된다. 따라서, 자성재료층(12)에 입사하는 광 중에서, 자화 방향과 평행한 자기장 성분과 관련된 편광 성분의 광은 상기 자성재료층(12)에 의해 반사되고, 자화 방향에 수직한 자기장 성분과 관련된 편광 성분의 광은 자성재료층(12)을 투과하게 된다. 이러한 점에서 상기 자성재료층(12)은, 외부 자기장이 인가되지 않은 경우에는 입사광을 모두 반사하고, 외부 자기장이 인가되는 경우에는 입사광을 부분적으로 투과시키는 능동형 광셔터(optical shutter) 또는 능동형 반사판(reflector)으로서 역할을 할 수 있다.

한편, 자성재료층(12)이 입사광을 충분히 반사하기 위해서는, 상기 자성재료층(12)의 내부로 진행하는 전자기파를 충분히 감쇠시킬 수 있는 두께를 가져야 한다. 즉, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 자성재료층(12)의 두께는 자성재료층(12)의 자기 감쇠 길이보다 커야 한다. 특히, 자성재료층(12)의 자성 입자들이 매질 내에 분산된 자성 코어들로 이루어지는 경우, 자성재료층(12) 내에서 광이 진행하는 경로를 따라 충분한 수의 자성 코어가 존재하여야 한다. 예컨대, 자성 코어들이 한겹으로 균일하게 분포되어 있는 x-y 평면 상의 층들이 z 방향으로 적층되어 자성재료층(12)이 구성된다고 가정할 경우, -z 방향으로 진행하는 광의 경로를 따라 필요한 자성 코어의 개수 n 은 다음의 수학식과 같이 주어질 수 있다.

n ≥ s / d

여기서, s는 입사광의 파장에서 자성 코어의 자기 감쇠 길이이고, d는 자성 코어의 직경이다. 예컨대, 자성 코어의 직경이 7nm 이고, 입사광의 파장에서 자성 코어의 자기 감쇠 길이가 35nm 인 경우, 광의 경로를 따라 적어도 5개의 자성 코어가 요구된다. 따라서, 매질 내에 분산된 다수의 자성 코어들로 자성재료층(12)이 이루어지는 경우, 자성 코어의 밀도를 고려하여 자성재료층(12)의 두께 방향으로 n 개 이상의 자성 코어가 존재하도록 자성재료층(12)의 두께를 결정할 수 있다.

도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 능동형 반사판(10)의 특성을 확인하기 위한 시뮬레이션 결과를 나타내고 있다. 도 6은 외부 자기장이 인가된 상태에서 상기 능동형 반사판(10)를 통과하는 시변하는 자기장의 세기(A/m)를 나타내는 그래프이고, 도 7은 도 6의 일부분을 확대하여 나타내는 그래프이다. 도 6 및 도 7의 그래프는, 자성재료층(12)의 자성체 재료로서 티타늄을 사용하고 입사광의 파장이 550nm 인 경우에 대해 계산한 결과이다. 티타늄의 경우, 공지된 바와 같이 20℃의 실온에서 약 18 × 10^-5 의 자화율(magnetic susceptibility)과 약 2.38 × 10⁶S(Siemens)의 전기 전도도를 갖는다. 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 자성재료층(12)의 자화 방향에 수직한 자기장의 경우, 자성재료층(12)의 두께가 증가하더라도 감쇠 손실 없이 자성재료층(12)을 통과한다. 반면, 자성재료층(12)의 자화 방향과 평행한 자기장은 크게 감쇠되어 약 60nm 정도에서 진폭이 0 에 가깝게 된다. 따라서, 본 발명에 따른 능동형 반사판(10)의 자성재료층(12)의 자성체 재료로서 티타늄을 사용하는 경우, 자성재료층(12)의 두께가 약 60nm 이상인 것이 적당하다.

한편, 도 8a 및 도 8b는 자성재료층(12)의 가능한 또 다른 구조를 예시적으로 나타내는 것으로, 도 8a는 수평 단면을 도시하고 있으며, 도 8b는 수직 단면을 도시하고 있다. 도 8a 및 도 8b에 도시된 자성재료층(12)은 SiO₂와 같은 투명한 절연성 유전체 재료(15) 내에 코어-쉘 대신 실린더 기둥 형태의 자성 입자(17)들이 박혀 있는 구조이다. 이 경우에도, 각각의 자성 입자(17)들은 하나의 단일 자구를 형성할 수 있는 정도의 크기를 가지며, 앞서 설명한 자성 재료를 사용하여 형성될 수 있다. 이러한 구조는, 예컨대, 양극 산화(anodic oxidation) 방식을 이용하여 미세한 공극(pore)들을 갖는 유전체 템플릿을 형성하고, 여기에 스퍼터링 방식 등으로 자성 재료를 채워넣음으로써 이루어질 수 있다.

또한, 도 1 및 도 2를 다시 참조하면, 본 발명의 양호한 실시예에 따른 능동형 반사판(10)의 경우, 투과광이 특정 색을 갖도록 하는 컬러 필터의 기능을 동시에 수행할 수 있도록, 자성재료층(12)에 다수의 컬러 흡수 입자(14)들을 더 포함시킬 수 있다. 이 경우, 상기 자성재료층(12)은 다수의 자성 입자(13)들과 함께 다수의 컬러 흡수 입자(14)들이 하나의 투명한 절연성 매질(15) 내에 매립되어 있는 구조일 수 있다.

여기서, 상기 컬러 흡수 입자(14)들은, 도 1 및 도 2에서 확대하여 나타낸 바와 같이, 자성 입자(13)와 마찬가지로 코어-쉘 구조로 형성될 수 있다. 자성 입자(13)의 경우 금속으로 이루어진 코어(13a)와 유전체로 이루어진 쉘(13b)로 이루어지는 반면, 컬러 흡수 입자(14)의 경우에는 유전체로 이루어진 코어(14a)와 금속 으로 이루어진 쉘(14b)로 이루어진다는 점에서 차이가 있다. 예컨대, 상기 컬러 흡수 입자(14)의 쉘(14b)로서 금, 은 또는 알루미늄을 주로 사용하며, 컬러 흡수 입자(14)의 코어(14a)로서 SiO₂ 를 주로 사용할 수 있다. 이러한 코어-쉘 구조의 컬러 흡수 입자(14)는 특정한 대역의 파장을 흡수하기 위한 필터에 널리 사용되고 있다. 일반적으로 공지된 바와 같이, 유전체 위에 형성된 얇은 금속막에 광이 입사하는 경우, 상기 유전체와 금속막의 경계면에서 표면 플라즈몬 공명이 발생하여 특정 파장 대역의 광이 흡수된다. 여기서, 공명 파장은 코어-쉘 구조의 크기와는 무관하며, 단지 코어와 쉘의 반경의 비에 의해 결정된다. 다만, 표면 플라즈몬 공명이 발생하기 위해서는, 컬러 흡수 입자(14)의 직경이 약 50nm 이하인 것이 적당하다.

도 1 및 도 2에는 자성재료층(12) 내에 동일한 종류의 컬러 흡수 입자(14)가 분포된 것으로 도시되어 있으나, 다양한 종류의 컬러 흡수 입자(14)를 혼합하여 분포시킬 수 있다. 예컨대, 녹색을 구현하고자 하는 경우, 자성재료층(12) 내에 적색 대역의 광을 흡수하는 컬러 흡수 입자와 청색 대역의 광을 흡수하는 컬러 흡수 입자를 함께 혼합하면 된다. 또한, 적색을 구현하고자 하는 경우, 녹색 대역의 파장을 흡수하는 컬러 흡수 입자와 청색 대역의 광을 흡수하는 컬러 흡수 입자를 함께 혼합하여 자성재료층(12) 내에 분포시키면 된다. 따라서, 자성재료층(12) 내에 분포된 컬러 흡수 입자(14)들은 코어와 쉘의 반경의 비가 서로 상이할 수 있다.

또한, 상기 컬러 흡수 입자(14)들은 반드시 구형일 필요가 없으며, 나노 로드(nanorod)의 형태일 수도 있다. 컬러 흡수 입자(14)가 나노 로드의 형태를 갖더 라도 표면 플라즈몬 공명에 의해 특정 파장 대역의 광이 흡수될 수 있는데, 이 경우 공명 파장은 나노 로드의 종횡비(aspect ratio)에 의해 결정된다. 따라서, 자성재료층(12) 내의 컬러 흡수 입자(14)들은 종횡비가 다른 나노 로드의 형태를 갖는 것들과 코어와 쉘의 반경의 비가 다른 구의 형태를 갖는 것들이 혼합되어 있을 수도 있다.

상기 컬러 흡수 입자(14)들이 혼합된 자성재료층(12)을 갖는 본 발명에 따른 능동형 반사판(10)은, 외부 자기장이 인가되지 않으면 미러로서 역할을 하며, 외부 자기장이 인가되면 컬러 필터의 역할을 할 수 있다. 여기서, 컬러 흡수 입자(14)의 코어-쉘 구조의 크기는 자성 입자(13)의 코어-쉘 구조의 크기보다 작거나 비슷한 것이 바람직하다. 컬러 흡수 입자(14)의 크기가 자성 입자(13)의 크기보다 지나치게 클 경우, 능동형 반사판(10)의 기능이 저하될 수 있기 때문이다.

상술한 바와 같이, 자성재료층(12)에 컬러 흡수 입자(14)들을 분포시키는 것은, 상기 능동형 반사판(10)이 컬러 필터의 기능을 갖도록 하기 위한 것이다. 따라서, 자성 입자(13)들의 기능에 영향을 주지 않으면서 컬러 필터의 기능을 동시에 수행할 수 있다면, 상기 자성재료층(12)을 다른 형태로 구현할 수도 있다. 예컨대, 코어-쉘 구조의 자성 입자(13)들을 액상 또는 페이스트 상태의 컬러 필터용 매질 내에 분포시킨 후 경화시킴으로써 상기 자성재료층(12)을 형성할 수도 있다. 또한, 코어-쉘 구조의 자성 입자(13)들을 컬러 필터용 염료와 함께 용액 내에 액침시킨 후, 이를 투명 기판(11) 위에 얇게 코팅하여 경화시킴으로써 자성재료층(12)을 형성할 수도 있다.

한편, 본 발명에 따른 능동형 반사판의 자성재료층(12)의 표면은 반사광 또는 투과광을 특정 영역 내에 균일하게 집광시키기 위하여 소정의 형태를 가질 수도 있다. 도 9 내지 도 11은 본 발명에 따른 능동형 반사판의 자성재료층(12)의 표면 형태 및 다양한 자기장 인가 방법을 도시하고 있다.

도 9를 참조하면, 상기 자성재료층(12)의 표면은 두 종류의 곡면이 혼합된 하이브리드 곡면들의 어레이 형태로 이루어질 수 있다. 예컨대, 중심면(12a)은 중앙에 대칭축을 갖는 볼록한 포물면의 형태를 가질 수 있다. 그리고 중심면(12a)의 둘레에 있는 둘레면(12b)은 오목한 곡면으로서, 상기 중심면(12a)의 대칭축 상에 초점을 가지며 상기 중심면(12a)으로부터 연장되는 오목한 포물면의 형태를 가질 수 있다. 이 경우, 도 9에 도시된 능동형 반사판에 의해 반사 또는 투과되는 광의 대부분은 중심면(12a)의 대칭축과 평행하게 진행하게 된다. 따라서, 도 9에 도시된 능동형 반사판은, ON 상태에서 반사광의 대부분을 반사판에 수직 방향으로 진행시키는 곡면 미러로서 역할을 하고, OFF 상태에서는 반사광과 투과광의 대부분을 반사판에 수직 방향으로 진행시키는 반투과 렌즈로서 역할을 할 수 있다.

여기서, 자성재료층(12)에 외부 자기장을 인가하는 방법은 다양하게 구현될 수 있다. 예컨대, 도 9의 경우에는, 와이어(16)를 자성재료층(12)의 하부에 배치하고 있다. 그러나, 도 10에 도시된 바와 같이, 자성재료층(12) 위에 평평한 상면을 갖는 투명재료층(18)을 더 형성하고, 상기 투명재료층(18)의 상면 위로 와이어(16)를 배치할 수도 있다. 또한, 도 11에 도시된 바와 같이, 투명재료층(18) 없이 자성재료층(12)의 표면을 따라 직접 와이어(16)를 배치하는 것도 가능하다.

지금까지 설명한 바와 같이, 상술한 본 발명에 따른 능동형 반사판(10)은 외부 자기장이 인가되지 않을 경우 모든 광을 반사 및 차단하고, 외부 자기장이 인가될 경우 광을 부분적으로 투과시키기 때문에 광 셔터로서 사용할 수도 있다. 따라서, 상술한 능동형 반사판(10)의 자성재료층(12)의 원리를 이용하여 디스플레이 패널의 화소를 제조하는 것이 가능하다.

이하, 본 발명의 양호한 실시예에 따른 마그네틱 디스플레이 패널의 구조 및 동작에 대해 상세하게 설명한다.

도 12는 본 발명에 따른 마그네틱 디스플레이 패널의 한 서브화소(100)의 구조를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도 10을 참조하면, 본 발명에 따른 마그네틱 디스플레이 패널의 하나의 서브화소(100)는, 서로 대향하도록 배치된 배면 및 전면 기판(110,140), 상기 배면 및 전면 기판(110,140) 사이에 채워진 자성재료층(130), 배면 기판(110)의 내부 표면위에 부분적으로 형성된 서브화소 전극(120), 전면 기판(140)의 내부 표면위에 배치된 공통 전극(125), 상기 서브화소 전극(120)과 자성재료층(130) 사이에 배치된 반사판(131) 및 상기 자성재료층(130)의 측면에 배치되어 상기 자성재료층(130)을 밀폐시키고 상기 서브화소 전극(120)과 공통 전극(125)을 전기적으로 연결하는 도전성 스페이서(123)를 포함한다.

여기서, 본 발명에 따른 마그네틱 디스플레이 패널의 모든 서브화소(100)들에 대해 하나의 공통된 배면 및 전면 기판(110,140)과 공통 전극(125)이 사용될 수 있다. 기판(110,140)의 경우, 전면 기판(140)은 반드시 투명한 재료를 사용하여야 하지만, 배면 기판(110)은 투명할 수도 있고 투명하지 않아도 무방하다.

본 발명에 따르면, 상기 자성재료층(130)은 앞서 설명한 능동형 반사판(10)의 자성재료층(12)과 동일한 구성을 갖는다. 즉, 상기 자성재료층(130)은 다수의 자성 입자들과 다수의 컬러 흡수 입자들이 하나의 투명한 절연성 매질 내에 매립되어 있는 구조일 수 있다. 또는, 코어-쉘 구조의 자성 입자들을 컬러 필터용 염료와 함께 혼합하여 자성재료층(130)을 형성할 수도 있다. 다만, 본 발명에 따른 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100)의 자성재료층(130)에서, 강자성체가 자성 입자의 코어로서 사용되기 위해서는 반드시 초상자성(superparamagnetic) 상태가 되어야 한다. 강자성체의 경우, 일단 자성 입자들이 한 방향으로 정렬되면 정렬 상태가 흐트러지지 않는 경향이 있기 때문이다. 그러나 강자성체도 초상자성 영역에서는 상자성체와 같이 행동하게 된다. 강자성체가 초상자성체로 바뀌기 위해서는 자성 코어의 부피가 단일 자구의 부피보다 작으면 된다.

따라서, 본 발명에 따른 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100)의 자성재료층(130)에서 자성 입자의 코어의 재료로는, 예컨대, 티타늄, 알루미늄, 바륨, 백금, 나트륨, 스트론튬, 마그네슘, 디스프로슘, 망간 및 가돌리늄과 같은 상자성체 금속이나 그 합금을 사용하거나, 은 및 구리와 같은 반자성체 금속이나 그 합금을 사용할 수도 있고, 또는 크롬과 같은 반강자성체 금속을 사용할 수 있다. 또한, 코발트, 철, 니켈, Co-Pt 합금 또는 Fe-Pt 합금 등과 같은 강자성체를 초상자성 상태로 변환하여 사용할 수도 있으며, MnZn(Fe₂O₄)₂, MnFe₂O₄, Fe₃O₄, Fe₂O₃ 등과 같은 철 산화물 및 Sr₈CaRe₃Cu₄O₂₄ 등과 같은 페리자성체를 사용할 수도 있다.

한편, 상기 배면 및 전면 기판(110,140) 사이에는, 서브화소 전극(120)과 공통 전극(125) 사이의 전류 흐름을 스위칭하기 위한 제어 회로(160)가 자성재료층(130)에 인접하여 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 제어 회로(160)는 액정 디스플레이 패널에서 통상적으로 사용하는 박막 트랜지스터(thin film transistor; TFT)를 그대로 이용할 수 있다. 박막 트랜지스터를 사용하는 경우, 예컨대, 박막 트랜지스터의 게이트 전극에 전압이 인가될 때, 박막 트랜지스터가 ON 되면서 서브화소 전극(120)과 공통 전극(125) 사이로 전류가 흐르게 된다. 또한, 상기 자성재료층(130)을 형성하는 재료가 제어 회로(160)측으로 확산되는 것을 방지하기 위하여, 제어 회로(160)와 자성재료층(130) 사이에는 격벽(175)을 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 공통 전극(125)과 배면 기판(110) 사이에서 서브화소의 가장자리 둘레를 따라 수직한 외벽(170)이 형성되어 있다. 상기 외벽(170)은, 도전성 스페이서(123)와 함께 배면 및 전면 기판(110,140) 사이의 내부를 외부로부터 완전히 밀폐시키는 역할을 한다.

또한, 상기 전면 기판(140)과 공통 전극(125)의 사이에서 제어 회로(160), 외벽(170), 격벽(175) 및 도전성 스페이서(123)와 대향하는 영역에는 블랙 매트릭스(150)가 형성된다. 상기 블랙 매트릭스(150)는 제어 회로(160), 외벽(170), 격벽(175) 및 도전성 스페이서(123)가 외부에서 보이지 않게 하는 역할을 한다.

서브화소 전극(120)과 자성재료층(130) 사이에 배치된 반사판(131)은 자성재료층(130)을 투과하는 외부광을 반사하여 화상을 형성하기 위한 것이다. 도 12의 아래쪽에 확대하여 도시한 바와 같이, 상기 반사판(131)은, 마그네틱 디스플레이 패널의 각각의 화소(100)에 의해 화상을 형성하게 되는 반사광이 상기 마그네틱 디스플레이 패널의 각각의 화소의 정면을 향해 진행할 수 있도록 소정의 반사면을 갖는다. 예컨대, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 반사판(131)의 표면은 두 종류의 곡면이 혼합된 하이브리드 곡면들의 어레이 형태로 이루어질 수 있다. 예컨대, 반사판(131)의 각각의 하이브리드 곡면의 중심면은 중앙에 대칭축을 갖는 볼록한 포물면의 형태를 가질 수 있으며, 중심면 둘레에 있는 둘레면은 상기 중심면의 대칭축 상에 초점을 가지며 상기 중심면으로부터 연장되는 오목한 포물면의 형태를 가질 수 있다.

도 12에는 구체적으로 도시되지 않았지만, 외부광의 반사 및 산란으로 인한 눈부심을 방지하기 위해, 자성재료층(130)으로부터 전면 기판(140)의 상면까지의 광학 표면 중 적어도 하나의 표면에 반사방지 코팅을 형성할 수도 있다. 예컨대, 자성재료층(130)과 공통 전극(125) 사이의 표면, 공통 전극(125)과 전면 기판(140) 사이의 표면, 및 전면 기판(140)의 상면 중에서 적어도 하나 표면에 반사방지 코팅을 형성할 수 있다. 반사방지 코팅 대신에, 자성재료층(130)으로부터 반사되는 반사광을 흡수하기 위한 흡수형 편광판을 배치하는 것도 가능하다.

도 13은 도 12에 도시된 서브화소 전극(120), 도전성 스페이서(123) 및 공통 전극(125)의 구조를 예시적으로 도시하고 있다. 도 13을 참조하면, 상기 서브화소 전극(120)은 도 12에 도시된 자성재료층(130)의 저면과 대향하며, 공통 전극(125)은 자성재료층(130)의 상면과 대향하고, 도전성 스페이서(123)는 자성재료층(130) 의 일측에 배치되어 상기 서브화소 전극(120)과 공통 전극(125) 사이를 전기적으로 연결한다.

이러한 서브화소 전극(120), 도전성 스페이서(123) 및 공통 전극(125)은, 예컨대, 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 백금(Pt), 금(Au), 바륨(Ba), 크롬(Cr), 나트륨(Na), 스트론튬(Sr), 마그네슘(Mg) 등과 같이 저항이 작은 불투명한 금속으로 이루어 질 수 있다. 또한, 금속 이외에도, 요오드 도핑된 폴리아세틸렌(iodine-doped polyacetylene)과 같은 도전성 폴리머를 서브화소 전극(120), 도전성 스페이서(123) 및 공통 전극(125)의 재료로서 사용하는 것도 가능하다.

불투명한 재료를 사용하는 경우, 광이 서브화소 전극(120)과 공통 전극(125)을 통과할 수 있도록, 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 서브화소 전극(120)과 공통 전극(125)에서 자성재료층(130)과 대향하는 영역에 각각 홀(121,126)을 형성한다. 이때, 자성재료층(130)에 용이하게 자기장을 인가할 수 있도록, 서브화소 전극(120)에는 다수의 비교적 작은 홀(hole)(121)들을 나란하게 형성하여, 전류의 진행 방향으로 연장된 다수의 와이어(122)들을 홀(121)들 사이에 남겨 놓는다. 반면, 공통 전극(125)에는 자성재료층(130)과 거의 같은 크기를 갖는 하나의 비교적 큰 홀(126)을 형성할 수 있다.

도 14a는 이렇게 형성된 와이어(122)들에 전류가 인가되는 경우, 와이어(122) 주변에 형성되는 자기장을 예시적으로 도시하고 있다. 도 14a를 통해 알 수 있듯이, 와이어(122)들 사이의 공간에는 자기장이 서로 상쇄되어 존재하지 않게 되며, 와이어(122)에서 멀어질수록 자기장이 평행하게 형성된다. 따라서, 와이 어(122)들 사이의 공간에 자성재료층(130)이 침투하지 않는 것이 바람직하다. 또한, 상기 자성재료층(130)은 와이어에서 소정의 거리를 두고 배치되는 것이 바람직할 수도 있다.

도 14b는 이를 위한 서브화소 전극(120), 자성재료층(130), 반사판(131) 및 공통 전극(125)의 구조를 예시적으로 나타내는, 도 13의 라인 AA'를 따라 절단한 단면도이다. 도 14b를 참조하면, 서브화소 전극(120)의 와이어(122)들 사이에 형성된 홀(121)과 공통 전극(125)의 홀(126) 내에 각각 광투과성 물질(121w,126w)을 채울 수 있다. 또한, 서브화소 전극(120)과 반사판(131) 사이의 계면과 공통 전극(125)과 자성재료층(130) 사이의 계면에 각각 소정의 두께를 갖는 광투과성 물질(130p)을 개재할 수 있다. 서브화소 전극(120)과 반사판(131) 사이의 계면 대신에, 반사판(131)과 자성재료층(130) 사이의 계면에 광투과성 물질(130p)을 개재하는 것도 가능하다. 이렇게 함으로써, 자성재료층(130)에 전체적으로 균일한 자기장을 인가할 수 있으며, 자기장이 약하거나 거의 없는 와이어(122)들 사이의 홀(121) 영역에 자성재료층(130)이 침투하는 것을 방지할 수 있다.

그러나, 상기 서브화소 전극(120) 및 공통 전극(125)의 재료로서, 예컨대, ITO와 같이 가시광에 투명한 도전성 재료를 사용할 수도 있다. 이 경우에는, 서브화소 전극(120)과 공통 전극(125)에 홀을 별도로 형성할 필요가 없다. 또한, 최근에는 금속을 수nm 이하로 매우 얇게 코팅할 수 있는 기술이 개발되었는 데, 전도성 금속을 그 금속의 표면 깊이(skin depth) 이하의 두께로 형성할 경우, 광의 투과가 가능하다. 따라서, 전도성 금속을 표면 깊이보다 작은 두께로 얇게 코팅함으로써 서브화소 전극(120) 및 공통 전극(125)을 형성할 수도 있다.

도 15 내지 도 17은 본 발명에 따른 마그네틱 디스플레이 패널에서 다수의 서브화소(100)들의 어레이와 상기 다수의 서브화소들에 공통인 공통 전극(125)의 다양한 구조를 개략적으로 도시하고 있다.

먼저, 도 15를 참조하면, 마그네틱 디스플레이 패널(300)은 하나의 공통된 배면 기판(110) 위에 2차원 배열된 다수의 서브화소 어레이들로 구성될 수 있으며, 각각 다른 색의 컬러를 갖는 서브화소들이 하나의 화소를 형성할 수 있다. 예컨대, 도 15에 도시된 바와 같이, 적색의 컬러를 갖는 서브화소(100R)와, 녹색의 컬러를 갖는 서브화소(100G)와, 청색의 컬러를 갖는 서브화소(100B)가 하나의 화소를 이룰 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 각각의 서브화소(100R,100G,100B)의 색은 자성재료층(130)에 혼합되는 컬러 흡수 입자 또는 염료에 따라 결정될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 마그네틱 디스플레이 패널(300)의 서브화소들은 하나의 공통된 공통 전극(125)을 갖는다. 도 15의 경우, 상기 공통 전극(125)은 ITO와 같은 투명한 도전성 재료로 이루어진 투명 전극이다. 이 경우에는, 공통 전극(125)에 광을 통과시키기 위한 홀을 형성할 필요가 없다. 이러한 구조에서, 각각의 서브화소에 배치된 제어 회로(160)가 ON 되는 경우에만, 공통 전극(125)으로부터 도전성 스페이서(123)를 통해 해당하는 서브화소의 서브화소 전극(120)으로 전류가 흐르게 된다. 이때, 공통 전극(125)에서는 매우 넓은 면적을 따라 전류가 흐르는 반면, 서브화소 전극(120)에서는 매우 좁은 면적을 따라 전류가 흐르기 때문에, 서브화소 전극(120)에서의 전류밀도가 공통 전극(125)에서의 전류밀도보다 매우 크다. 따라서, 자성재료층(130)은 서브화소 전극(120)에 의해서만 영향을 받으며, 공통 전극(125)에 의한 영향은 거의 받지 않는다.

도 16 및 도 17은 공통 전극(125)이 불투명한 금속 또는 도전성 폴리머로 이루어진 경우를 도시하는 것이다. 도 16에서, 상기 공통 전극(125)에는, 도 13에 도시된 바와 같이, 하나의 서브화소에 대응하는 위치마다 광 투과를 위한 홀(126)이 형성되어 있다. 도 17의 경우, 상기 공통 전극(125)에는 3개의 서브화소로 이루어진 하나의 화소에 대응하는 위치마다 광 투과를 위한 보다 큰 홀(127)이 형성되어 있다. 본 발명에 따르면, 상기 공통 전극(125)의 구조는 도 15 내지 도 17에 도시된 형태에 제한되지는 않는다. 도 15 내지 도 17에서는 상기 공통 전극(125)이 판 형인 것으로 도시되어 있으나, 예컨대, 메시(mesh) 또는 격자 구조의 와이어로 형성될 수도 있다. 공통 전극(125)은, 그 형태와 관련 없이, 각각의 서브화소들의 도전성 스페이서(123)와 전기적으로 연결되어 있으면 된다. 도 15 내지 도 17에서는 공통전극(125)이 전면 기판(140)과 자성재료층(130) 사이에 배치되는 것으로 도시되어 있으나, 공통 전극(125)이 메시 또는 격자 구조의 와이어로 형성되는 경우에는 다른 위치에 배치될 수도 있다. 예컨대, 공통 전극(125)과 서브화소 전극(120)이 모두 같은 기판에 형성될 수도 있다.

이하, 본 발명의 양호한 실시예에 따른 마그네틱 디스플레이 패널의 하나의 서브화소(100)의 동작에 대해 상세하게 설명한다.

먼저, 도 18은 제어 회로(160)(도 12 참조)가 OFF 상태에 있어서, 서브화소 전극(120)으로 전류가 흐르지 않는 경우를 도시한다. 이 경우, 자성재료층(130)에 자기장이 인가되지 않으므로, 자성재료층(130) 내의 자기 모멘트들은 랜덤한 방향으로 배향된다. 따라서, 앞서 설명한 바와 같이, 자성재료층(130)에 입사하는 광은 모두 반사된다. 도 18에 도시된 바와 같이, 외부의 광원으로부터 전면 기판(140)을 통해 자성재료층(130)으로 입사하는 광(S,P)은 자성재료층(130)에 의해 모두 반사된다.

도 19는 제어 회로(160)(도 12 참조)가 ON 상태에 있어서, 서브화소 전극(120)으로 전류가 흐르는 경우를 도시한다. 이 경우, 서브화소 전극(120)을 통해 자성재료층(130)에 외부 자기장이 인가되므로, 자성재료층(130) 내의 자기 모멘트들이 모두 한 방향으로 배향된다. 따라서, 앞서 설명한 바와 같이, 자성재료층(130)의 자화 방향과 평행한 자기장 성분과 관련된 편광 성분의 광(이하, P 편광 성분의 광)은 상기 자성재료층(130)에 의해 반사되고, 자화 방향에 수직한 성분의 자기장과 관련된 편광 성분의 광(이하, S 편광성분의 광)은 상기 자성재료층(130)을 투과하게 된다.

예컨대, 도 19에 도시된 바와 같이, 외부의 광원으로부터 전면 기판(140)을 통해 자성재료층(130)으로 입사하는 광 중에서, S 편광 성분의 광(S)은 그대로 자성재료층(130)을 통과하게 된다. 그런 후, S 편광 성분의 광(S)은 상기 자성재료층(130) 하부에 있는 반사판(131)에 의해 반사되어, 다시 자성재료층(130)과 전면 기판(140)을 통해 외부로 나가게 된다. 이 과정에서 광(S)은 자성재료층(130) 내의 컬러 흡수 입자 또는 염료에 따라 특정한 색깔을 갖게 된다. 따라서, 본 발명에 따른 마그네틱 디스플레이 패널의 각각의 서브화소는 별도의 컬러 필터 없이도 컬러 화상을 구현할 수 있다. 반면, 전면 기판(140)을 통해 자성재료층(130)으로 입사하는 P 편광 성분의 광(P)은 자성재료층(130)의 표면에서 반사된다. 이렇게 반사된 광(P)은 영상 형성에 기여하지 않고, 관찰자의 눈을 피로하게 할 수 있다. 따라서, 앞서 설명한 바와 같이, 자성재료층(130)으로부터 전면 기판(140)까지의 광학 표면 중 적어도 하나의 표면에, P 편광 성분의 광(P)만을 흡수하기 위한 흡수형 편광판을 배치하거나 반사방지 코팅을 형성할 수 있다.

도 20 및 도 21은 도 12에 도시된 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소를 이용한 양면 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소의 개략적인 구조를 도시하는 단면도로서, 편의상 서로 마주하는 두 개의 서브화소만을 도시하고 있다. 먼저, 도 20을 참조하면, 광을 제공하기 위한 백라이트 유닛(Back Light Unit; BLU)(200)의 양면에 제 1 마그네틱 디스플레이 패널의 한 서브화소(100a)와 제 2 마그네틱 디스플레이 패널의 한 서브화소(100b)가 각각의 배면 기판(110a,110b)을 마주보도록 하면서 각각 대칭적인 구성으로 배치되어 있다. 반면, 도 21의 경우에는, 백라이트 유닛을 사용하지 않고, 하나의 공통된 배면 기판(110)을 중심으로 제 1 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100a)와 제 2 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100b)가 각각 대칭적인 구성으로 배치되어 있다. 여기서, 상기 제 1 및 제 2 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100a,100b)의 구조는, 도 12에 도시된 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100)와 완전히 동일하다. 즉, 상기 제 1 및 제 2 마그네틱 디스플레이 패널의 하나의 서브화소(100a,100b)는, 서로 대향하도록 배치된 배면 기판(110a,110b) 및 전면 기판(140a,140b), 상기 배면 기판(110a,110b)과 전면 기판(140a,140b) 사이에 채워진 자성재료층(130a,130b), 배면 기판(110a,110b)의 내부 표면위에 부분적으로 형성된 서브화소 전극(120a,120b), 전면 기판(140a,140b)의 내부 표면위에 배치된 공통 전극(125a,125b), 상기 서브화소 전극(120a,120b)과 자성재료층(130a,130b) 사이에 배치된 반사판(131a,131b) 및 상기 자성재료층(130a,130b)의 측면에 배치되어 상기 자성재료층(130a,130b)을 밀폐시키고 상기 서브화소 전극(120a,120b)과 공통 전극(125a,125b)을 전기적으로 연결하는 도전성 스페이서(123a,123b)를 포함한다. 또한, 상기 전면 기판(140a,140b)과 공통 전극(125a,125b)의 사이에서 제어 회로(160a,160b), 외벽(170a,170b), 격벽(175a,175b) 및 도전성 스페이서(123a,123b)와 대향하는 영역에는 블랙 매트릭스(150a,150b)가 형성된다. 다만, 이 경우에 배면 기판(110a,110b,110)은 모두 투명한 재질로 이루어져야만 한다.

또한, 도 12의 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100)에서 사용되는 반사판(131)은 능동형 반사판이 아닌 통상적인 비활성 반사판이지만, 도 20 및 도 21의 양면 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소의 반사판(131a,131b)으로는 도 9 내지 도 11에 도시된 것과 같은 능동형 반사판을 사용한다. 이 경우, 자성재료층(130a,130b)과 반사판(131a,131b)은 모두 서브화소 전극(125a,125b)에 의해 자기장을 인가받기 때문에, 동시에 ON/OFF 된다. 한편, 본 발명에 따르면, 상기 제 1 및 제 2 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100a,100b)는 각각 개별적으로 ON/OFF 될 수 있다.

도 22는 도 20에 도시된 양면 디스플레이 패널의 서브화소의 동작을 개략적 으로 도시하는 단면도로서, 제 1 및 제 2 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100a,100b)가 모두 ON 상태인 경우를 도시하고 있다. 여기서, 예컨대 태양 또는 실내의 전등과 같은 외부의 광원은 제 1 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100a) 쪽에 있는 것으로 가정한다.

제 1 및 제 2 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100a,100b)가 모두 ON 상태인 경우, 자성재료층(130a,130b)은 모두 S 편광 성분의 광은 투과시키고 P 편광 성분의 광은 반사하며, 반사판(131a,131b)은 모두 S 편광 성분의 광에 대해서는 렌즈로서 작용을 하고 P 편광 성분의 광에 대해서는 반사판으로서 작용을 한다. 이를 위해서는, 자성재료층(130a,130b)과 반사판(131a,131b)의 굴절률이 서로 달라야 한다. 이는 자성재료층(130a,130b)과 반사판(131a,131b)의 투명 매질로서 다른 재료를 사용하여 달성될 수도 있으며, 자성재료층(130a,130b)에만 컬러 필터 기능을 부여하는 경우에도 자성재료층(130a,130b)과 반사판(131a,131b)의 굴절률은 달라질 수 있다.

먼저, 백라이트 유닛(200)으로부터 방출된 광 중에서, S 편광 성분의 광은 반사판(131a,131b)과 자성재료층(130a,130b)을 통과하여 제 1 및 2 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100a,100b)의 영상 형성에 기여한다. 그리고, P 편광 성분의 광은 두 반사판(131a,131b)들 사이에서 반사를 반복한다. 이때, 백라이트 유닛(200)의 내부에 확산판을 마련할 경우, P 편광 성분의 광의 일부가 무편광 상태의 광으로 바뀌게 되므로 최종적으로는 백라이트 유닛(200)으로부터 방출된 모든 광을 영상 형성에 활용할 수 있다.

한편, 제 1 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100a)의 전면 기판(140a)을 통해 자성재료층(130a)으로 입사하는 S 편광 성분의 외부광(S)은 그대로 자성재료층(130a)을 통과한다. 이어서, S 편광 성분의 외부광(S)은 반사판(131a,131b)에 의해 수렴된 후, 제 2 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100b)의 자성재료층(130b)을 통과하여, 제 2 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100b)의 영상 형성에 기여한다. 반면, 제 1 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100a)의 전면 기판(140a)을 통해 자성재료층(130a)으로 입사하는 P 편광 성분의 외부광(P)은 자성재료층(130a)에 의해 반사된다. 반사된 P 편광 성분의 외부광(P)은, 예컨대, 흡수형 편광판에 의해 흡수될 수 있다.

도 23은 도 20에 도시된 양면 디스플레이 패널의 서브화소의 동작을 개략적으로 도시하는 단면도로서, 제 1 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100a)는 ON 상태이고 제 2 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100b)는 OFF 상태인 경우를 도시하고 있다. 여기에서도, 태양 또는 실내의 전등과 같은 외부의 광원은 제 1 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100a) 쪽에 있는 것으로 가정한다.

이 경우, 백라이트 유닛(200)으로부터 방출된 광 중에서, S 편광 성분의 광의 일부는 제 1 반사판(131a)과 제 1 자성재료층(130a)을 통과하여 제 1 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100a)의 영상 형성에 기여한다. 그리고, S 편광 성분의 광의 나머지 일부는 제 2 반사판(131b)에 의해 반사된 후, 역시 제 1 반사판(131a)과 제 1 자성재료층(130a)을 통과하여 제 1 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100a)의 영상 형성에 기여한다. P 편광 성분의 광은 제 1 및 제 2 반사 판(131a,131b)들 사이에서 반사를 반복한다. 이때, 백라이트 유닛(200)의 내부에 확산판을 마련할 경우, P 편광 성분의 광의 일부가 무편광 상태의 광으로 바뀌게 되므로 최종적으로는 백라이트 유닛(200)으로부터 방출된 모든 광을 제 1 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100a)의 영상 형성에 활용할 수 있다.

또한, 제 1 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100a)의 전면 기판(140a)을 통해 제 1 자성재료층(130a)으로 입사하는 S 편광 성분의 외부광(S)은 제 1 자성재료층(130a)과 제 1 반사판(131a)을 통과한 후, 제 2 반사판(131b)에 의해 반사되어 다시 제 1 자성재료층(130a)을 통과한다. 따라서, S 편광 성분의 외부광(S)은 제 1 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100a)의 영상 형성에 기여하게 된다. 반면, 제 1 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100a)의 전면 기판(140a)을 통해 자성재료층(130a)으로 입사하는 P 편광 성분의 외부광(P)은 자성재료층(130a)에 의해 반사된다. 앞서 설명한 것과 마찬가지로, 반사된 P 편광 성분의 외부광(P)은, 예컨대, 흡수형 편광판에 의해 흡수될 수 있다.

그런데, 도 22와 관련하여 설명한 바와 같이, 제 1 및 제 2 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100a,100b)가 모두 ON 상태이고, 외부광이 어느 한 마그네틱 디스플레이 패널 쪽에만 위치하는 경우, 외부광은 반대쪽 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소의 영상 형성에만 기여하게 된다. 도 24는 외부광이 두 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소의 영상 형성에 모두 기여할 수 있도록 하기 위한 실시예 및 동작을 도시하고 있다. 도 24에서 아래쪽에 확대하여 도시한 바와 같이, 본 실시예에서 제 1 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100a)의 반사판(131a)은 능동 형 반사판(131a_a)과 비활성 반사판(131a_i)이 교대로 배열된 복합 반사판이다. 또한, 도시되지는 않았지만, 제 2 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100b)의 반사판(131b) 역시 능동형 반사판과 비활성 반사판이 혼합된 복합 반사판이다.

도 25는 이러한 복합 반사판의 외부광에 대한 작용만을 분리하여 설명하기 위한 도면이다. 도 25를 참조하면, 두 개의 반사판(131a,131b)은 모두 능동형 반사판(131a_a,131b_a)과 비활성 반사판(131a_i,131b_i)을 갖는 복합 반사판으로, 능동형 반사판(131a_a,131b_a)들끼리 서로 대향하고 비활성 반사판(131a_i,131b_i)들끼리 서로 대향하도록 배치된다. 두 개의 능동형 반사판(131a_a,131b_a)들이 모두 ON 상태에 있고 외부광원이 제 1 반사판(131a) 쪽에 위치하는 경우, 외부광 중에서 일부는 제 1 반사판(131a)의 비활성 반사판(131a_i)에 의해 반사되고, 나머지 일부는 제 1 및 제 2 능동형 반사판(131a_a,131b_a)들을 모두 통과하게 된다. 따라서, 외부광은 제 1 반사판(131a) 쪽과 제 2 반사판(131b) 쪽에 균등하게 분배될 수 있다.

다시 도 24를 참조하면, 제 1 및 제 2 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100a,100b)가 모두 ON 상태일 때, 백라이트 유닛(200)으로부터 방출된 광은, 도 22와 관련하여 설명한 바와 같이, 제 1 및 제 2 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100a,100b)의 영상 형성에 기여한다. 또한, 제 1 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100a)의 전면 기판(140a)을 통해 자성재료층(130a)으로 입사하는 S 편광 성분의 외부광(S)은 그대로 자성재료층(130a)을 통과한다. 자성재료층(130a)을 통과한 S 편광 성분의 외부광(S)의 일부는 비활성 반사판(131a_i)에 의해 반사되어 상기 제 1 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100a)의 영상 형성에 기여한다. 그리고, 자성재료층(130a)을 통과한 S 편광 성분의 외부광(S)의 나머지 일부는 제 1 및 제 2 능동형 반사판(131a_a,131b_a)에 의해 수렴된 후, 제 2 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100b)의 자성재료층(130b)을 통과하여, 제 2 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100b)의 영상 형성에 기여한다.

도 26은 도 21에 도시된 양면 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소의 동작을 개략적으로 도시하는 단면도로서, 제 1 및 제 2 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100a,100b)이 모두 ON 상태인 경우를 도시하고 있다. 여기서, 태양 또는 실내의 전등과 같은 외부의 광원은 제 1 마그네틱 디스플레이 패널 쪽에 있는 것으로 가정한다. 도 21에 도시된 양면 마그네틱 디스플레이 패널은 백라이트 유닛 없이 순수히 외부광만을 이용한다. 따라서, 도 21에 도시된 양면 마그네틱 디스플레이 패널에서 제 1 및 제 2 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100a,100b)에 외부광을 균등하게 분배하기 위해서, 앞서 설명한 바와 같이, 반사판(131a,131b)은 능동형 반사판(131a_a,131b_a)과 비활성 반사판(131a_i,131b_i)을 갖는 복합 반사판인 것이 바람직하다.

이 경우, 도 26을 참조하면, 제 1 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100a)의 전면 기판(140a)을 통해 자성재료층(130a)으로 입사하는 S 편광 성분의 외부광(S)은 그대로 자성재료층(130a)을 통과한다. 자성재료층(130a)을 통과한 S 편광 성분의 외부광(S)의 일부는 비활성 반사판(131a_i)에 의해 반사되어 상기 제 1 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100a)의 영상 형성에 기여한다. 그리고, 자성재료층(130a)을 통과한 S 편광 성분의 외부광(S)의 나머지 일부는 능동형 반사 판(131a_a,131b_a)에 의해 수렴된 후, 제 2 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100b)의 자성재료층(130b)을 통과하여, 제 2 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100b)의 영상 형성에 기여할 수 있다.

한편, 본 발명은 구부러지지 않는 딱딱한 평판 디스플레이 패널에만 적용되는 것이 아니라 쉽게 휘어질 수 있는 플렉시블 디스플레이 패널(flexible display panel)에도 적용될 수 있다. 종래의 액정 디스플레이 패널의 경우, 제조 공정 중에 고온 공정이 필요하기 때문에 고온에 약한 플렉시블 기판을 사용할 수 없어서, 플렉시블 디스플레이에 적용이 어려웠다. 그러나, 본 발명에서 핵심이 되는 자성재료층(130)은 약 130도 정도의 저온 공정으로도 제조가 가능하기 때문에, 플렉시블 디스플레이 패널의 제조에 적용이 가능하다.

본 발명에 따른 마그네틱 디스플레이 패널을 플렉시블 디스플레이 패널에 적용하기 위해서는 구성 요소들이 모두 플렉서블한 재료로 이루어져야 한다. 예컨대, 도 12를 참조할 때, 배면 및 전면 기판(110,140)의 재료로서, 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리카보네이트(PC) 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)와 같은 투명한 수지 재료를 사용할 수 있다. 또한, 서브화소 전극(120)과 공통 전극(125)으로서, 예컨대, 요오드 도핑된 폴리아세틸렌(iodine-doped polyacetylene)과 같은 도전성 폴리머 재료를 사용할 수 있다. 요오드 도핑된 폴리아세틸렌은 도전성이 은과 비슷한 정도로 매우 높지만 불투명하기 때문에, 종래의 액정 디스플레이 패널에서는 사용되지 않았다. 그러나, 앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 경우 서브화소 전극(120)과 공통 전극(125)이 반드시 투명할 필요가 없다. 또한, 제어 회로(160)의 경우, 통상적인 플렉서블 유기 EL 디스플레이(또는, 플렉서블 OLED 디스플레이)에서 주로 사용하는 공지된 유기 박막 트랜지스터(organic TFT)를 사용할 수 있다.

백라이트 유닛 역시, 에지형 백라이트 유닛의 경우 상술한 플렉서블 광투과성 재료로 이루어진 플렉서블 도광판을 이용하여 구성될 수 있으며, 직하형 백라이트 유닛의 경우 플렉서블 기판 위에 광원을 배열하여 구성될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 마그네틱 디스플레이 패널을 신문처럼 한 번 보고 버릴 수 있는 플렉서블 디스플레이(paper like flexible display)에 적용하는 경우에는, 광원으로서 백라이트 유닛 대신에 야광(glow) 재료를 사용할 수 있다. 예컨대, ZnS:Cu(copper-activated zinc sulfide) 또는 ZnS:Cu,Mg(Copper and magnesium activated zinc sulfide) 등과 같은 야광 재료를 백라이트 대신 광원으로서 사용할 수 있다.

또한, 유기 박막 트랜지스터 대신에 무기 박막 트랜지스터(inorganic TFT)를 사용하더라도 플렉서블 디스플레이를 구현하는 것이 가능하다. 무기 박막 트랜지스터는 구조가 딱딱하고 고온 공정이 요구되기 때문에, 이 경우 서브화소의 구조 내에서 트랜지스터 부분만을 분리하여 별도의 플렉서블 디스플레이 유닛과 제어부를 각각 제조한다. 도 27에는 이러한 플렉서블 마그네틱 디스플레이 패널의 하나의 서브화소(100')를 도시하고 있다. 도 27에 도시된 플렉서블 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100')는, 도 12에 도시된 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100)와 비교할 때, 서브화소 내에서 제어 회로(160)가 제거되었다는 차이가 있다. 도 27에 도시된 플렉서블 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100')의 나머지 구성은 도 12에 도시된 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소(100)와 동일하다. 여기서, 배면 및 전면 기판(110,140), 서브화소 전극(120) 및 공통 전극(125) 등의 재료로는 앞서 설명한 플렉서블한 재료를 사용한다.

본 실시예에 따르면, 도 28에 도시된 바와 같이, 각각의 서브화소들을 구동시키기 위한 무기 박막 트랜지스터들로 이루어진 제어부(30)와 서브화소 내에서 트랜지스터와 같은 제어 회로(160)가 제거된 별도의 플렉서블 디스플레이 유닛(40)이 제공된다. 제어부(30)는 각각의 서브화소들과 대응하는 다수의 무기 박막 트랜지스터들로 구성되며, 플렉서블 디스플레이 유닛(40)과의 연결을 위한 제 1 커넥터(34)를 구비한다. 상기 제 1 커넥터(34)는 다수의 무기 박막 트랜지스터의 드레인으로부터 연장된 제어부측 서브화소 전극(33)들 및 소스로부터 연장되는 제어부측 공통 전극(31)과 전기적으로 연결되어 있다. 또한, 플렉서블 디스플레이 유닛(40)은 상기 제어부(30)의 제 1 커넥터(34)와 결합되는 제 2 커넥터(41)를 구비한다. 상기 제 2 커넥터(41)는 플렉서블 디스플레이 유닛(40)의 서브화소 전극(120)들 및 공통 전극(125)과 전기적으로 연결되어 있다. 따라서, 상기 제 1 커넥터(34)와 제 2 커넥터(41)를 결합하면, 제어부(30)를 통해 플렉서블 디스플레이 유닛(40) 내의 각각의 서브화소들의 ON/OFF 를 제어하는 것이 가능하다.

지금까지, 본원 발명의 이해를 돕기 위하여 모범적인 실시예가 설명되고 첨부된 도면에 도시되었다. 그러나, 이러한 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이고 이를 제한하지 않는다는 점이 이해되어야 할 것이다. 그리고 본 발명은 도시되고 설명된 설명에 국한되지 않는다는 점이 이해되어야 할 것이다. 이는 다양한 다른 변형이 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일어날 수 있기 때문이 다.

도 1은 본 발명에 따른 능동형 반사판의 개략적인 구조를 도시한다.

도 2는 도 1에 도시된 능동형 반사판의 단면도이다.

도 3은 도 1에 도시된 능동형 반사판의 자성재료층에서 사용하는 코어-쉘 형태의 자성 입자의 예시적인 구조를 도시한다.

도 4는 본 발명에 따른 능동형 반사판이 OFF 상태에 있는 경우를 개략적으로 도시한다.

도 5는 본 발명에 따른 능동형 반사판가 ON 상태에 있는 경우를 개략적으로 도시한다.

도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 능동형 반사판에서 자기장의 투과를 나타내는 그래프이다.

도 8a 및 도 8b는 본 발명에 따른 능동형 반사판의 자성재료층의 다른 구조를 예시적으로 도시한다.

도 9 내지 도 11은 본 발명에 따른 능동형 반사판의 표면 형태 및 다양한 자기장 인가 방법을 나타내는 단면도이다.

도 12는 본 발명에 따른 능동형 반사판의 원리를 이용한 마그네틱 디스플레이 패널의 한 서브화소의 구조를 개략적으로 도시하는 단면도이다.

도 13은 도 12에 도시된 본 발명에 따른 마그네틱 디스플레이 패널의 한 서브화소의 서브화소 전극, 도전성 스페이서 및 공통 전극의 구조를 예시적으로 도시하고 있다.

도 14a는 서브화소 전극의 와이어 주변에 형성되는 자기장 분포를 개략적으로 도시한다.

도 14b는 도 13의 라인 AA'를 따라 절단한 서브화소 전극, 자성재료층 및 공통 전극의 단면 구조를 예시적으로 도시하는 단면도이다.

도 15는 본 발명의 한 실시예에 따른 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소 배열 및 공통 전극의 구조를 개략적으로 도시한다.

도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소 배열 및 공통 전극의 구조를 개략적으로 도시한다.

도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소 배열 및 공통 전극의 구조를 개략적으로 도시한다.

도 18은 본 발명에 따른 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소가 OFF 상태에 있는 경우의 동작을 개략적으로 도시하는 단면도이다.

도 19는 본 발명에 따른 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소가 ON 상태에 있는 경우의 동작을 개략적으로 도시하는 단면도이다.

도 20은 본 발명의 한 실시예에 따른 양면 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소의 개략적인 구조를 도시하는 단면도이다.

도 21은 본 발명의 다른 실시예에 따른 양면 마그네틱 디스플레이 패널의 서브화소의 개략적인 구조를 도시하는 단면도이다.

도 22는 도 20에 도시된 양면 마그네틱 디스플레이 패널의 양쪽 서브화소가 모두 ON 상태에 있는 경우의 동작을 개략적으로 도시하는 단면도이다.

도 23은 도 21에 도시된 양면 마그네틱 디스플레이 패널의 한쪽 서브화소는 ON 상태이고 다른 쪽 서브화소는 OFF 상태인 경우의 동작을 개략적으로 도시하는 단면도이다.

도 24는 도 20에 도시된 양면 마그네틱 디스플레이 패널의 한 서브화소에서 능동형 반사판과 비활성 반사판이 혼합된 복합 반사판을 사용하는 경우의 동작을 개략적으로 도시하는 단면도이다.

도 25는 도 24의 복합 반사판의 반사/투과 원리를 도시한다.

도 26은 도 21에 도시된 양면 마그네틱 디스플레이 패널의 양쪽 서브화소가 모두 ON 상태에 있는 경우의 동작을 개략적으로 도시하는 단면도이다.

도 27은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 마그네틱 디스플레이 패널의 한 서브화소의 구조를 개략적으로 도시하는 단면도이다.

도 28은 제어부와 디스플레이 유닛 사이의 연결 구조를 개략적으로 도시하는 개념도이다.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ※

10....능동형 반사판 11....투명 기판

12....자성재료층 13....자성 입자

14....컬러 흡수 입자 15....광투과성 매질

16....와이어 18....투명재료층

30....제어부 34, 41....커넥터

40....플렉서블 디스플레이 유닛

100....마그네틱 디스플레이 패널의 한 서브화소

110,140....기판 120....서브화소 전극

121,126,127....홀(hole) 122....와이어

123....도전성 스페이서 125....공통 전극

130....자성재료층 131....반사판

150....블랙 매트릭스 160....제어 회로

170....외벽 175....격벽

200....백라이트 유닛 300....마그네틱 디스플레이 패널

Claims

투명한 절연성 매질 내에 자성 입자들이 매립되어 있는 자성재료층을 구비하며, 상기 자성재료층의 광입사면은 중앙에 대칭축을 갖는 볼록한 포물면 형태의 중심면과 상기 중심면의 대칭축 상에 초점을 가지며 상기 중심면으로부터 연장되는 오목한 포물면 형태의 둘레면을 포함하는 하이브리드 곡면들의 어레이 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 능동형 반사판.
제 1 항에 있어서,

상기 자성재료층은 외부 자기장이 인가되지 않으면 모든 광을 반사하고 외부 자기장이 인가되면 제 1 편광방향의 광을 투과시키고 제 1 편광방향에 수직한 제 2 편광방향의 광을 반사하는 것을 특징으로 하는 능동형 반사판.
제 1 항에 있어서,

상기 자성재료층의 두께는 자성재료층의 자기 감쇠 길이보다 큰 것을 특징으로 하는 능동형 반사판.
제 1 항에 있어서,

상기 자성재료층은, 코어-쉘 구조의 자성 입자들과 코어-쉘 구조의 컬러 흡수 입자들이 혼합되어 하나의 매질 내에 분포되어 있는 것을 특징으로 하는 능동형 반사판.
제 4 항에 있어서,

상기 코어-쉘 구조의 자성 입자는 도전성을 갖는 자성체로 이루어진 자성 코어 및 상기 자성 코어 둘레의 절연성 쉘을 포함하는 것을 특징으로 하는 능동형 반사판.
제 5 항에 있어서,

상기 절연성 쉘은 상기 자성 코어를 둘러싸는 투명한 절연성 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 능동형 반사판.
제 5 항에 있어서,

상기 절연성 셀은 상기 자성 코어를 둘러싸는 폴리머 형태의 투명한 절연성 표면활성제로 이루어지는 것을 특징으로 하는 능동형 반사판.
제 5 항에 있어서,

하나의 자성 코어가 하나의 단일 자구(single magnetic domain)를 형성하는 것을 특징으로 하는 능동형 반사판.
제 5 항에 있어서,

상기 자성 코어를 형성하는 도전성 자성체는, 코발트, 철, 철산화물, 니켈, Co-Pt 합금, Fe-Pt 합금, 티타늄, 알루미늄, 바륨, 백금, 나트륨, 스트론튬, 마그네슘, 디스프로슘, 망간, 가돌리늄, 은, 구리 및 크롬 중에서 선택된 어느 하나의 재료 또는 그 합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 능동형 반사판.
제 5 항에 있어서,

입사광의 파장에서 상기 자성 코어의 자기 감쇠 길이를 s라 하고, 상기 자성 코어의 직경을 d라 할 때, 상기 자성재료층 내부를 두께 방향으로 진행하는 광의 경로를 따라 필요한 자성 코어의 개수 n 은

n ≥ s / d

인 것을 특징으로 하는 능동형 반사판.
제 4 항에 있어서,

상기 컬러 흡수 입자의 크기는 상기 자성 입자의 크기보다 작거나 같은 것을 특징으로 하는 능동형 반사판.
제 4 항에 있어서,

상기 코어-쉘 구조의 컬러 흡수 입자는 유전체로 이루어진 코어와 금속으로 이루어진 쉘로 이루어지는 것을 특징으로 하는 능동형 반사판.
제 12 항에 있어서,

코어와 쉘의 반경 비가 서로 상이한 컬러 흡수 입자들이 상기 자성재료층 내에 분포되는 것을 특징으로 하는 능동형 반사판.
제 1 항에 있어서,

상기 자성재료층은, 코어-쉘 구조의 자성 입자들을 염료와 함께 용액 내에 액침시킨 후, 이를 투명 기판 위에 코팅하여 경화시킴으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 능동형 반사판.
제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 자성재료층에 자기장을 인가하기 위한 자기장 인가 수단을 더 포함하며, 상기 자기장 인가 수단은 상기 자성재료층의 주위에 서로 평행하게 배치된 다수의 와이어 및 상기 다수의 와이어들에 전류를 제공하는 전원을 포함하는 것을 특징으로 하는 능동형 반사판.
제 15 항에 있어서,

상기 와이어들은 상기 자성재료층의 둘레를 둘러싸도록 배치되는 것을 특징으로 하는 능동형 반사판.
제 15 항에 있어서,

상기 와이어들은 상기 자성재료층의 상면 및 하면 중에서 어느 한면에 배치되는 것을 특징으로 하는 능동형 반사판.
제 15 항에 있어서,

상기 와이어는, ITO, 알루미늄, 구리, 은, 백금, 금 및 요오드 도핑된 폴리아세틸렌 중에서 선택된 어느 하나의 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 능동형 반사판.
제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 자성재료층에 자기장을 인가하기 위한 자기장 인가 수단을 더 포함하며, 상기 자기장 인가 수단은 상기 자성재료층의 표면에 배치된 판상의 투명 전극 및 상기 투명 전극에 전류를 제공하는 전원을 포함하는 것을 특징으로 하는 능동형 반사판.
제 19 항에 있어서,

상기 판상의 투명 전극은 ITO 또는 표면 깊이보다 얇은 두께를 갖는 전도성 금속으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 능동형 반사판.
외부 자기장이 인가되면 광을 투과시키고 외부 자기장이 인가되지 않으면 광을 투과시키지 않는 자성재료층;

상기 자성재료층을 투과한 광을 반사시키기 위하여 자성재료층의 하부에 배치된 반사판;

상기 반사판의 하부에 배치된 제 1 전극;

상기 자성재료층의 상부에 배치된 제 2 전극; 및

상기 자성재료층의 측면에 배치되어 상기 제 1 전극과 제 2 전극을 전기적으로 연결하는 스페이서;를 포함하며,

상기 자성재료층 내에 염료 또는 컬러 흡수 입자들이 혼합되어 있는 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 화소.
제 21 항에 있어서,

상기 자성재료층은 외부 자기장이 인가되면 제 1 편광방향의 광을 투과시키고 제 1 편광방향에 수직한 제 2 편광방향의 광을 반사하며, 외부 자기장이 인가되지 않으면 모든 광을 반사하는 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 화소.
제 21 항에 있어서,

상기 자성재료층은, 자성 입자들이 서로 뭉침 없이 투명한 절연성 매질 내에 매립되어 있는 구조인 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 화소.
제 23 항에 있어서,

상기 자성재료층의 두께는 자성재료층의 자기 감쇠 길이보다 큰 것을 특징으 로 하는 마그네틱 디스플레이 화소.
제 23 항에 있어서,

상기 자성재료층은, 코어-쉘 구조의 자성 입자들과 컬러 흡수 입자들이 혼합되어 하나의 매질 내에 분포되어 있는 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 화소.
제 25 항에 있어서,

상기 코어-쉘 구조의 자성 입자는 도전성을 갖는 자성체로 이루어진 자성 코어 및 상기 자성 코어 둘레의 절연성 쉘을 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 화소.
제 26 항에 있어서,

상기 절연성 쉘은 상기 자성 코어를 둘러싸는 투명한 절연성 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 화소.
제 26 항에 있어서,

상기 절연성 셀은 상기 자성 코어를 둘러싸는 폴리머 형태의 투명한 절연성 표면활성제로 이루어지는 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 화소.
제 26 항에 있어서,

하나의 자성 코어가 하나의 단일 자구(single magnetic domain)를 형성하는 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 화소.
제 26 항에 있어서,

상기 자성 코어를 형성하는 도전성 자성체는, 코발트, 철, 철산화물, 니켈, Co-Pt 합금, Fe-Pt 합금, 티타늄, 알루미늄, 바륨, 백금, 나트륨, 스트론튬, 마그네슘, 디스프로슘, 망간, 가돌리늄, 은, 구리 및 크롬 중에서 선택된 어느 하나의 재료 또는 그 합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 화소.
제 26 항에 있어서,

입사광의 파장에서 상기 자성 코어의 자기 감쇠 길이를 s라 하고, 상기 자성 코어의 직경을 d라 할 때, 상기 자성재료층 내부를 두께 방향으로 진행하는 광의 경로를 따라 필요한 자성 코어의 개수 n 은

n ≥ s / d

인 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 화소.
제 25 항에 있어서,

상기 컬러 흡수 입자의 크기는 상기 자성 입자의 크기보다 작거나 같은 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 화소.
제 25 항에 있어서,

상기 컬러 흡수 입자는 유전체로 이루어진 코어와 금속으로 이루어진 쉘로 이루어지는 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 화소.
제 33 항에 있어서,

코어와 쉘의 반경 비가 서로 상이한 컬러 흡수 입자들이 상기 자성재료층 내에 분포되는 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 화소.
제 21 항에 있어서,

상기 자성재료층은, 코어-쉘 구조의 자성 입자들을 염료와 함께 용액 내에 액침시킨 후, 이를 경화시킴으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 화소.
제 21 항에 있어서,

상기 제 1 전극에 배치된 투명한 전면 기판 및 상기 제 2 전극에 배치된 배면 기판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 화소.
제 36 항에 있어서,

상기 자성재료층으로부터 전면 기판의 외부 표면까지의 광학 표면 중 적어도 하나의 표면에 형성된 반사방지 코팅을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 화소.
제 36 항에 있어서,

상기 자성재료층으로부터 전면 기판의 외부 표면까지의 광학 표면 중 어느 하나의 표면에 배치된 흡수형 편광자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 화소.
제 21 항에 있어서,

상기 반사판의 반사면은 중앙에 대칭축을 갖는 볼록한 포물면 형태의 중심면과 상기 중심면의 대칭축 상에 초점을 가지며 상기 중심면으로부터 연장되는 오목한 포물면 형태의 둘레면을 포함하는 하이브리드 곡면들의 어레이 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 화소.
제 21 항 내지 제 39 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제 1 전극, 제 2 전극 및 도전성 스페이서는, 알루미늄, 구리, 은, 백금, 금 및 요오드 도핑된 폴리아세틸렌 중에서 어느 하나의 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 화소.
제 40 항에 있어서,

광이 상기 제 1 전극을 통과할 수 있도록, 상기 제 1 전극에 다수의 제 1 홀이 형성되어 있으며, 전류의 진행 방향으로 연장된 다수의 와이어들이 상기 제 1 홀들 사이에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 화소.
제 41 항에 있어서,

상기 와이어들 사이의 제 1 홀 영역 내에 광투과성 재료가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 화소.
제 40 항에 있어서,

광이 상기 제 2 전극을 통과할 수 있도록, 상기 제 2 전극에서 상기 자성재료층과 대향하는 영역에 제 2 홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 화소.
제 43 항에 있어서,

상기 제 2 전극의 제 2 홀 영역 내에 광투과성 재료가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 화소.
제 40 항에 있어서,

상기 제 2 전극은 상기 도전성 스페이서와 전기적으로 연결되는 메시 또는 격자 구조의 와이어인 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 화소.
제 21 항 내지 제 39 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제 1 전극 및 제 2 전극이 투명한 도전성 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 화소.
제 21 항 내지 제 38 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 자성재료층의 측면에 배치되는 것으로, 상기 제 1 전극과 제 2 전극 사이의 전류 흐름을 스위칭하는 제어 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 화소.
제 47 항에 있어서,

상기 제 2 전극의 상면에서 상기 제어 회로 및 도전성 스페이서와 대향하는 영역에 배치되는 블랙 매트릭스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 화소.
제 21 항 내지 제 35 항 중 어느 한 항에 따른 다수의 마그네틱 디스플레이 화소들을 구비하는 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 패널.
제 49 항에 있어서,

상기 제 1 전극에 배치된 투명한 전면 기판 및 상기 제 2 전극에 배치된 배 면 기판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 패널.
제 50 항에 있어서,

상기 자성재료층으로부터 전면 기판의 외부 표면까지의 광학 표면 중 적어도 하나의 표면에 형성된 반사방지 코팅을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 패널.
제 50 항에 있어서,

상기 자성재료층으로부터 전면 기판의 외부 표면까지의 광학 표면 중 어느 하나의 표면에 배치된 흡수형 편광자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 패널.
제 49 항에 있어서,

상기 반사판의 반사면은 중앙에 대칭축을 갖는 볼록한 포물면 형태의 중심면과 상기 중심면의 대칭축 상에 초점을 가지며 상기 중심면으로부터 연장되는 오목한 포물면 형태의 둘레면을 포함하는 하이브리드 곡면들의 어레이 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 패널.
제 49 항에 있어서,

상기 제 1 전극, 제 2 전극 및 도전성 스페이서는, 알루미늄, 구리, 은, 백 금, 금 및 요오드 도핑된 폴리아세틸렌 중에서 어느 하나의 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 패널.
제 54 항에 있어서,

광이 상기 제 1 전극을 통과할 수 있도록, 상기 제 1 전극에 다수의 제 1 홀이 형성되어 있으며, 전류의 진행 방향으로 연장된 다수의 와이어들이 상기 제 1 홀들 사이에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 패널.
제 55 항에 있어서,

상기 와이어들 사이의 제 1 홀 영역 내에 광투과성 재료가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 패널.
제 54 항에 있어서,

광이 상기 제 2 전극을 통과할 수 있도록, 상기 제 2 전극에서 상기 자성재료층과 대향하는 영역에 제 2 홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 패널.
제 57 항에 있어서,

상기 제 2 전극의 제 2 홀 영역 내에 광투과성 재료가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 패널.
제 54 항에 있어서,

상기 제 2 전극은 상기 도전성 스페이서와 전기적으로 연결되는 메시 또는 격자 구조의 와이어인 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 패널.
제 49 항에 있어서,

상기 제 1 전극 및 제 2 전극이 투명한 도전성 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 패널.
제 49 항에 있어서,

상기 자성재료층의 측면에 배치되는 것으로, 상기 제 1 전극과 제 2 전극 사이의 전류 흐름을 스위칭하는 제어 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 패널.
제 61 항에 있어서,

상기 제 2 전극의 상면에서 상기 제어 회로 및 도전성 스페이서와 대향하는 영역에 배치되는 블랙 매트릭스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 패널.
제 50 항에 있어서,

상기 마그네틱 디스플레이 패널은, 상기 전면 기판, 배면 기판, 제 1 전극 및 제 2 전극이 플렉서블한 재료로 이루어진 플렉서블 디스플레이 패널인 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 패널.
제 63 항에 있어서,

상기 전면 및 배면 기판은 광투과성 수지 재료로 이루어지며, 상기 제 1 및 제 2 전극은 도전성 폴리머 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 패널.
제 53 항에 있어서,

상기 전면 기판과 배면 기판 사이에서 자성재료층의 측면에 배치되는 것으로, 상기 제 1 전극과 제 2 전극 사이의 전류 흐름을 스위칭하는 유기 박막 트랜지스터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 패널.
제 63 항에 있어서,

상기 마그네틱 디스플레이 패널은, 다수의 화소들이 배열된 디스플레이 유닛 및 각각의 화소에 대해 제 1 전극과 제 2 전극 사이의 전류 흐름을 개별적으로 스위칭하는 분리된 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 패널.
제 50 항에 있어서,

다수의 화소들이 하나의 공통된 전면 기판, 배면 기판 및 제 2 전극을 공유하며, 자성재료층과 상기 자성재료층에 자기장을 인가하기 위한 제 1 전극은 각 화소마다 하나씩 배치되는 것을 특징으로 하는 마그네틱 디스플레이 패널.
제 21 항 내지 제 39 항 중 어느 한 항에 따른 다수의 마그네틱 디스플레이 화소들을 구비하는 제 1 및 제 2 마그네틱 디스플레이 패널이 서로 마주보도록 하면서 대칭적인 구성으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 양면 디스플레이 패널.
제 68 항에 있어서,

상기 제 1 마그네틱 디스플레이 패널과 제 2 마그네틱 디스플레이 패널 사이에 투명한 배면 기판이 배치된 것을 특징으로 하는 양면 디스플레이 패널.
제 69 항에 있어서,

상기 제 1 및 제 2 마그네틱 디스플레이 패널의 반사판은 능동형 반사판들과 비활성 반사판들이 교대로 배열된 복합 반사판이며, 상기 능동형 반사판은 투명한 절연성 매질 내에 자성 입자들이 매립되어 있는 자성재료층을 구비하고, 외부 자기장이 인가되지 않으면 모든 광을 반사하고 외부 자기장이 인가되면 제 1 편광방향의 광을 투과시키고 제 1 편광방향에 수직한 제 2 편광방향의 광을 반사하는 것을 특징으로 하는 양면 디스플레이 패널.
제 69 항에 있어서,

상기 제 1 마그네틱 디스플레이 패널과 제 2 마그네틱 디스플레이 패널 사이에 백라이트 유닛이 더 배치된 것을 특징으로 하는 양면 디스플레이 패널.
제 21 항 내지 제 39 항 중 어느 한 항에 따른 다수의 마그네틱 디스플레이 화소들을 구비하는 마그네틱 디스플레이 패널을 채용한 전자기기.