KR20160067302A

KR20160067302A - 광 변조 장치 및 그 구동 방법

Info

Publication number: KR20160067302A
Application number: KR1020140172361A
Authority: KR
Inventors: 정승준; 서현승; 조정현
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2014-12-03
Filing date: 2014-12-03
Publication date: 2016-06-14
Also published as: US20160161775A1; US9829730B2

Abstract

본 발명은 광 변조 장치 및 그 구동 방법에 관한 것으로, 특히 액정을 포함하는 광 변조 장치 표시, 그 구동 방법, 그리고 이를 이용한 광학 장치에 관한 것이다. 액티브 영역 및 상기 액티브 영역의 주변에 위치하는 주변 영역, 상기 액티브 영역에 위치하고 제1 방향으로 연장되어 있으며 제1 하판 전극 및 제2 하판 전극을 포함하는 복수의 하판 전극, 그리고 상기 제1 하판 전극 및 상기 제2 하판 전극에 구동 신호를 인가하는 구동부를 포함하고, 상기 구동부는 상기 제1 하판 전극의 상단과 연결되어 있는 제1채널, 상기 제1 하판 전극의 하단과 연결되어 있는 제2채널, 상기 제2 하판 전극의 상단과 연결되어 있는 제3채널, 그리고 상기 제2 하판 전극의 하단과 연결되어 있는 제4채널을 포함한다.

Description

광 변조 장치 및 그 구동 방법{OPTICAL MODULATOIN DEVICE AND DRIVING METHOD THEREOF}

본 발명은 광 변조 장치 및 그 구동 방법에 관한 것으로, 특히 액정을 포함하는 광 변조 장치, 그 구동 방법, 그리고 이를 이용한 광학 장치에 관한 것이다.

최근에는 광의 특성을 변조하는 광 변조 장치를 이용한 광학 장치에 대한 개발이 활발하다. 예를 들어 3차원 영상을 표시할 수 있는 광학 표시 장치가 관심을 끌고 있으며, 시청자가 영상을 입체 영상으로 인식할 수 있도록 하기 위해 서로 다른 시점에 영상을 분리하여 보내기 위한 광 변조 장치가 필요하다. 무안경식 입체 영상 표시 장치에서 사용될 수 있는 광 변조 장치로는 표시 장치의 영상의 빛의 경로를 변경하여 원하는 시점으로 보내는 렌즈, 프리즘 등이 있다.

이와 같이 입사광의 방향을 바꾸기 위해 빛의 위상 변조를 통한 빛의 회절을 이용할 수 있다.

편광된 빛이 위상지연자 등의 광 변조 장치를 통과하면 편광 상태가 바뀐다. 예를 들어 원편광된 빛이 반파장판에 입사하면 원편광된 빛의 회전 방향이 반대로 바뀌어 출사된다. 예를 들어 좌원편광된 빛이 반파장판을 통과하면 우원편광된 빛이 출사된다. 이때 반파장판의 광축, 즉 느린축의 각도에 따라 출사되는 원편광된 빛의 위상이 달라진다. 구체적으로 반파장판의 광축이 평면상(in-plane) φ만큼 회전(rotation)하면 출력되는 광의 위상은 2φ만큼 변한다. 따라서 공간상 x축 방향으로 180도(π radian)만큼의 반파장판의 광축 회전이 생기면 출사되는 빛은 x축 방향으로 360도(2π radian)의 위상 변조 또는 위상 변화를 가지며 출사될 수 있다. 이와 같이 광 변조 장치가 위치에 따라 0부터 2π까지의 위상 변화를 일으키도록 하면 통과되는 빛의 방향이 바뀌거나 꺾을 수 있는 회절 격자 또는 프리즘을 구현할 수 있다.

이러한 반파장판 등의 광 변조 장치의 위치에 따른 광축을 용이하게 조절하기 위해 액정을 이용할 수 있다. 액정을 이용한 위상지연자로서 구현되는 광 변조 장치에서는 액정층에 전기장을 인가하여 배열된 액정 분자들의 장축을 회전시켜 위치에 따라 다른 위상 변조를 일으킬 수 있다. 광 변조 장치를 통과하여 출사되는 빛의 위상은 배열된 액정의 장축의 방향, 즉 방위각(azimuthal angle)에 따라 결정될 수 있다.

액정을 이용한 광 변조 장치를 이용해 연속적인 위상 변조를 일으켜 프리즘, 회절 격자, 렌즈 등을 구현하기 위해서는 액정 분자의 장축이 위치에 따라 연속적으로 변하도록 액정 분자가 배열되어야 한다. 출사되는 광이 위치에 따라 0부터 2π로 변하는 위상 프로파일을 갖기 위해서는 반파장판의 경우 그 광축이 0부터 π까지 변해야 한다. 이를 위해 액정층에 인접한 기판에 대해 위치에 따라 서로 다른 방향의 배향 처리가 필요하기도 하여 공정이 복잡해진다. 또한 미세하게 구분하여 배향 처리를 하여야 하는 경우 러빙 공정 등의 배향 처리를 균일하게 하기 힘들어 표시 장치에 이용될 경우 표시 불량으로 나타날 수 있다.

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 액정을 포함하는 광 변조 장치에서 배향 공정에 따른 단점 없이 액정 분자의 평면상 회전각을 용이하게 조절하여 광 위상을 변조시키고, 액정 분자의 회전 방향을 제어하여 다양한 빛의 회절각을 형성하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 액정을 포함하는 광 변조 장치의 제조 공정을 간단히 하고 제조 시간을 줄이며 액정 분자의 선경사 산포에 따른 불량을 없애는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 액정 분자에 대한 제어력을 강화하여 텍스처를 억제하고 이에 따라 회절 효율을 높이는 것이다.

액정을 포함하는 광 변조 장치의 대형화를 가능하게 하는 것이며, 또한 렌즈, 회절 격자, 프리즘 등으로서 기능할 수 있도록 하여 입체 영상 표시 장치 등의 여러 광학 장치에 사용되도록 하는 것이다.

액티브 영역 및 상기 액티브 영역의 주변에 위치하는 주변 영역, 상기 액티브 영역에 위치하고 제1 방향으로 연장되어 있으며 제1 하판 전극 및 제2 하판 전극을 포함하는 복수의 하판 전극, 그리고 상기 제1 하판 전극 및 상기 제2 하판 전극에 구동 신호를 인가하는 구동부를 포함하고, 상기 구동부는 상기 제1 하판 전극의 상단과 연결되어 있는 제1채널, 상기 제1 하판 전극의 하단과 연결되어 있는 제2채널, 상기 제2 하판 전극의 상단과 연결되어 있는 제3채널, 그리고 상기 제2 하판 전극의 하단과 연결되어 있는 제4채널을 포함한다.

상기 구동부와 상기 제1 하판 전극의 상단을 연결하는 제1 전압 전달선, 상기 구동부와 상기 제1 하판 전극의 하단을 연결하는 제2 전압 전달선, 상기 구동부와 상기 제2 하판 전극의 상단을 연결하는 제3 전압 전달선, 그리고 상기 구동부와 상기 제2 하판 전극의 하단을 연결하는 제4 전압 전달선을 포함할 수 있다.

상기 제1 내지 제4 전압 전달선은 상기 주변 영역에 위치하며, 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향으로 연장되어 있을 수 있다.

상기 주변 영역은 상기 액티브 영역을 중심으로 서로 반대편에 위치하는 상측 주변 영역 및 하측 주변 영역을 포함하고, 상기 제1 및 제3 전압 전달선은 상기 상측 주변 영역에 위치하고, 상기 제2 및 제4 전압 전달선은 상기 하측 주변 영역에 위치할 수 있다.

상기 제1 내지 제4 전압 전달선과 상기 제1 및 제2 하판 전극 사이에 위치하는 제1 절연막을 더 포함하고, 상기 제1 절연막은 상기 제1 내지 제4 전압 전달선을 각각 드러내는 복수의 접촉 구멍을 포함하고, 상기 제1 및 제2 하판 전극은 상기 접촉 구멍을 통해 상기 제1 내지 제4 전압 전달선과 전기적으로 연결되어 있을 수 있다.

상기 제1 및 제2 하판 전극과 마주하는 상판 전극, 그리고 상기 제1 및 제2 하판 전극과 상기 상판 전극 사이에 위치하는 액정층을 더 포함할 수 있다.

상기 액정층은 상기 제1 및 제2 하판 전극 또는 상기 상판 전극의 면 방향에 대략 수직으로 배열되어 있는 복수의 액정 분자를 포함할 수 있다.

상기 구동부는 상기 제1 하판 전극의 상단에 인가되는 전압, 상기 제1 하판 전극의 하단에 인가되는 전압, 상기 제2 하판 전극의 하단에 인가되는 전압, 그리고 상기 제2 하판 전극의 상단에 인가되는 전압의 순서로 점차 낮아지거나 점차 높아지도록 구동 신호를 인가할 수 있다.

상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향으로 배열된 복수의 단위 영역을 포함하고, 상기 단위 영역은 각각 적어도 하나의 상기 하판 전극을 포함할 수 있다.

상기 제1 및 제2 하판 전극과 마주하는 상판 전극, 그리고 상기 제1 및 제2 하판 전극과 상기 상판 전극 사이에 위치하는 액정층을 더 포함하고, 상기 액정층은 상기 제1 및 제2 하판 전극 또는 상기 상판 전극의 면 방향에 대략 수직으로 배열되어 있는 복수의 액정 분자를 포함할 수 있다.

상기 구동부는 상기 제1 하판 전극의 하단에 인가되는 전압, 상기 제1 하판 전극의 상단에 인가되는 전압, 상기 제2 하판 전극의 상단에 인가되는 전압, 그리고 상기 제2 하판 전극의 하단에 인가되는 전압의 순서로 점차 낮아지거나 점차 높아지도록 구동 신호를 인가할 수 있다.

본 발명의 한 실시예에 따른 광 변조 장치의 구동 방법은 제1 방향으로 연장되어 있으며 제1 하판 전극 및 제2 하판 전극을 포함하는 복수의 하판 전극, 그리고 상기 제1 하판 전극 및 상기 제2 하판 전극에 구동 신호를 인가하는 구동부를 포함하는 광 변조 장치에서, 상기 구동부가 제1채널을 통해 상기 제1 하판 전극의 상단에 전압을 인가하는 단계, 상기 구동부가 제2채널을 통해 상기 제1 하판 전극의 하단에 전압을 인가하는 단계, 상기 구동부가 제3채널을 통해 상기 제2 하판 전극의 상단에 전압을 인가하는 단계, 그리고 상기 구동부가 제4채널을 통해 상기 제2 하판 전극의 하단에 전압을 인가하는 단계를 포함한다.

상기 제1 하판 전극의 상단 및 하단과 상기 제2 하판 전극의 상단 및 하단에 상기 제1 내지 제4채널을 통해 전압을 인가한 후, 상기 제1 하판 전극의 상단에 인가되는 전압, 상기 제1 하판 전극의 하단에 인가되는 전압, 상기 제2 하판 전극의 상단에 인가되는 전압, 그리고 상기 제2 하판 전극의 하단에 인가되는 전압 간의 차이를 줄이는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 광 변조 장치는 상기 제1 및 제2 하판 전극과 마주하는 상판 전극, 그리고 상기 제1 및 제2 하판 전극과 상기 상판 전극 사이에 위치하는 액정층을 더 포함하고, 상기 액정층은 상기 제1 및 제2 하판 전극 또는 상기 상판 전극의 면 방향에 대략 수직으로 배열되어 있는 복수의 액정 분자를 포함하고, 상기 구동부가 상기 상판 전극에 일정한 전압을 인가하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면 광 변조 장치에서 배향 공정에 따른 단점 없이 액정 분자의 평면상 회전각을 용이하게 조절하여 광 위상을 변조시키고, 액정 분자의 회전 방향을 제어하여 다양한 빛의 회절각을 형성할 수 있다.

액정을 포함하는 광 변조 장치의 제조 공정을 간단히 하고 제조 시간을 줄이며 액정 분자의 선경사 산포에 따른 불량을 없앨 수 있다.

액정 분자에 대한 제어력을 강화하여 텍스처를 억제하고 이에 따라 회절 효율을 높일 수 있다.

액정을 포함하는 광 변조 장치의 대형화가 용이하며, 렌즈, 회절 격자, 프리즘 등으로서 기능할 수 있어 입체 영상 표시 장치 등의 여러 광학 장치에 사용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 광 변조 장치의 사시도이고,
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 광 변조 장치의 액티브 영역 및 주변 영역에 대한 배치도이고,
도 3은 도 2에 도시한 광 변조 장치를 III-III 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고,
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 광 변조 장치의 사시도이고,
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 광 변조 장치의 제1판 및 제2판에 전압차를 부여하기 전의 액정 분자의 배열을 나타낸 단면도로서 도 4의 IV 선을 따라 잘라 도시한 단면도 및 V 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고,
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 광 변조 장치의 액티브 영역 및 주변 영역에 대한 배치도이고,
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 광 변조 장치에 본 발명의 한 실시예에 따른 구동 방법에 따른 구동 신호를 인가한 후 안정된 액정 분자의 배열을 나타낸 단면도로서 도 4의 IV 선을 따라 잘라 도시한 단면도 및 V 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고,
도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 광 변조 장치에 본 발명의 한 실시예에 따른 구동 방법에 따른 구동 신호를 인가한 배열이 안정된 액정 분자의 배열을 나타낸 단면도로서 도 4의 V 선을 따라 잘라 도시한 단면도 및 그에 따른 위상 변화를 나타낸 그래프이고,
도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 광 변조 장치의 액티브 영역 및 주변 영역에 대한 배치도이고,
도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 광 변조 장치에 본 발명의 한 실시예에 따른 구동 방법에 따른 구동 신호를 인가한 배열이 안정된 액정 분자의 배열을 나타낸 단면도로서 도 4의 V 선을 따라 잘라 도시한 단면도 및 그에 따른 위상 변화를 나타낸 그래프이고,
도 11은 본 발명의 한 실시예에 따른 광 변조 장치를 이용하여 구현할 수 있는 렌즈의 위치에 따른 위상 변화를 나타내고,
도 12 및 도 13은 각각 본 발명의 한 실시예에 따른 광 변조 장치를 이용한 광학 장치의 한 예로서 입체 영상 표시 장치의 개략적인 구조 및 2차원 영상 및 3차원 영상을 표시하는 방법을 보여주는 도면이다.

그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.

먼저 본 발명의 한 실시예에 따른 광 변조 장치에 대하여 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 광 변조 장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 광 변조 장치의 액티브 영역 및 주변 영역에 대한 배치도이고, 도 3은 도 2에 도시한 광 변조 장치를 III-III 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.

본 발명의 한 실시예에 따른 광 변조 장치(optical modulation device)(1)는 단면 구조상 서로 마주하는 제1판(100) 및 제2판(200), 그리고 그 사이에 위치하는 액정층(3)을 포함한다. 도 2를 참조하면, 광 변조 장치(1)는 평면 구조상 빛이 통과할 수 있는 액티브 영역(AA)과 그 주변의 주변 영역(PAa, PAb)을 포함한다. 주변 영역(PAa, PAb)에는 차광 부재(도시하지 않음)가 위치하여 빛이 통과하지 못할 수 있다. 주변 영역(PAa)과 주변 영역(PAb)는 액티브 영역(AA)을 중심으로 서로 마주하는 쪽에 위치할 수 있다.

제1판(100)은 유리, 플라스틱 등으로 만들어질 수 있는 제1 기판(110)을 포함한다. 제1 기판(110)은 강성(rigid) 또는 가요성(flexible)일 수 있으며, 표면이 평평하거나 적어도 일부분이 휘어 있을 수도 있다.

제1 기판(110) 위에는 무기 절연물, 유기 절연물 등을 포함하는 제1 절연막(140)이 위치할 수 있다.

제1 절연막(140) 위에는 복수의 전압 전달선(171a, 171b, 172a, 172b)이 위치한다. 전압 전달선(171a, 171b, 172a, 172b)은 주로 주변 영역(PAa, PAb)에 위치한다. 구체적으로 전압 전달선(171a, 171b, 172a, 172b)은 상측의 주변 영역(PAa)에 위치하는 상측 전압 전달선(171a, 171b)과 하측의 주변 영역(PAb)에 위치하는 하측 전압 전달선(172a, 172b)을 포함할 수 있다.

전압 전달선(171a, 171b, 172a, 172b)은 액티브 영역(AA)의 주변을 따라 주로 x축 방향으로 뻗는 부분을 포함하고, 구동부(700)와 연결되어 구동 신호를 인가받을 수 있다.

전압 전달선(171a, 171b, 172a, 172b)은 구리(Cu), 알루미늄(Al) 등의 금속과 같은 도전 물질을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

전압 전달선(171a, 171b, 172a, 172b) 위에는 제2 절연막(180)이 위치할 수 있다. 제2 절연막(180)은 무기 절연물, 유기 절연물 등을 포함할 수 있다. 제2 절연막(180)은 전압 전달선(171a, 171b, 172a, 172b)을 드러내는 복수의 접촉 구멍(185a, 185b, 186a, 186b)을 포함할 수 있다.

제2 절연막(180) 위에는 복수의 하판 전극(191)이 위치할 수 있다.

복수의 하판 전극(191)은 액티브 영역(AA)에 주로 위치한다. 복수의 하판 전극(191)은 액티브 영역(AA)에서 일정한 방향, 예를 들어 x축 방향으로 배열되어 있을 수 있고, 각 하판 전극(191)은 배열된 방향에 수직인 방향, 예를 들어 y축 방향으로 길게 뻗을 수 있다. 복수의 하판 전극(191)은 서로 실질적으로 나란하게 뻗을 수 있으며, 인접한 하판 전극(191)의 마주하는 가장자리 변도 서로 실질적으로 나란하게 뻗을 수 있다.

x축 방향으로 이웃한 하판 전극(191)을 제1 하판 전극(191a) 및 제2 하판 전극(191b)이라 한다.

도 2를 참조하면, 각 하판 전극(191)은 주변 영역(PAa, PAb)까지 연장되어 전압 전달선(171a, 171b, 172a, 172b)으로부터 전압을 인가받을 수 있다. 제1 하판 전극(191a)과 제2 하판 전극(191b)의 상단 및 하단은 제2 절연막(180)의 접촉 구멍(185a, 185b, 186a, 186b)을 통해 각각 전압 전달선(171a, 171b, 172a, 172b)과 전기적으로 연결될 수 있다.

한 하판 전극(191)의 양단 중 상측의 주변 영역(PAa)에 위치하는 상단이 연결된 전압 전달선(171a, 171b)과 하측의 주변 영역(PAb)에 위치하는 하단이 연결된 전압 전달선(172a, 172b)은 서로 다를 수 있다. 또한 인접한 두 하판 전극(191)의 각 상단이 연결된 전압 전달선(171a, 171b)은 서로 다르고, 인접한 두 하판 전극(191)의 각 하단이 연결된 전압 전달선(172a, 172b)은 서로 다를 수 있다.

예를 들어, 제1 하판 전극(191a)의 상단은 주변 영역(PAa)에 위치하는 전압 전달선(171a)과 전기적으로 연결되어 있고, 제1 하판 전극(191a)의 하단은 주변 영역(PAb)에 위치하는 전압 전달선(172a)과 전기적으로 연결되어 있고, 제2 하판 전극(191b)의 상단은 주변 영역(PAa)에 위치하는 전압 전달선(171b)과 전기적으로 연결되어 있고, 제2 하판 전극(191b)의 하단은 주변 영역(PAb)에 위치하는 전압 전달선(172b)과 전기적으로 연결되어 있을 수 있다.

각 전압 전달선(171a, 171b, 172a, 172b)은 구동부(700)의 서로 다른 채널(ch1, ch2, …)과 연결되어 있어 동시에 별개의 전압을 전달할 수 있다. 전압 전달선(171a, 171b, 172a, 172b)이 동시에 전달하는 전압은 서로 다를 수도 있고, 일부 전압이 동일할 수도 있다.

도 2에 도시한 제1 및 제2 하판 전극(191a, 191b)이 x축 방향으로 반복되며 배열되어 있을 때, 복수의 제1 하판 전극(191a)은 동일한 전압 전달선(171a, 172a)에 연결되어 서로 동일한 전압을 전달받을 수 있고, 복수의 제2 하판 전극(191b)은 동일한 전압 전달선(171b, 172b)에 연결되어 서로 동일한 전압을 전달받을 수 있다.

하판 전극(191)은 ITO, IZO 등의 도전성 산화물 또는 얇은 금속, 메탈메쉬 등의 투명한 도전 물질을 포함할 수 있다. 하판 전극(191)이 포함하는 투명한 도전 물질은 광 변조 장치(1)가 목표로 하는 투과율에 따라 결정될 수 있다.

이웃한 하판 전극(191) 사이의 공간(space)(G)의 폭은 광 변조 장치의 설계 조건에 따라 다양하게 조절될 수 있다. 하판 전극(191)의 폭과 그에 인접한 공간(G)의 폭의 비는 대략 N:1 (N은 1 이상의 실수)일 수 있다.

전압 전달선(171a, 171b, 172a, 172b)과 하판 전극(191)의 위치는 앞에서 설명한 바에 한정되지 않고 서로 반대로 바뀌거나 다른 층으로 변경될 수도 있다.

제2판(200)은 유리, 플라스틱 등으로 만들어질 수 있는 제2 기판(210)을 포함할 수 있다. 제2 기판(210)은 강성 또는 가요성일 수 있으며, 표면이 평평하거나 적어도 일부분 휘어 있을 수도 있다.

제2 기판(210) 위에는 상판 전극(290)이 위치한다. 상판 전극(290)은 ITO, IZO 등의 도전성 산화물 또는 얇은 금속, 메탈메쉬 등의 투명한 도전 물질을 포함할 수 있다. 하판 전극(191)이 포함하는 투명한 도전 물질은 광 변조 장치(1)가 목표로 하는 투과율에 따라 결정될 수 있다.

상판 전극(290)은 전압 인가부(도시하지 않음)로부터 일정한 전압을 인가받을 수 있다. 상판 전극(290)이 인가받는 전압은 편의상 대략 0V로서 설명한다. 상판 전극(290)은 제2 기판(210) 상에서 통판(whole body)으로 형성되어 있을 수도 있고 패터닝되어 복수의 이격된 부분을 포함할 수도 있다.

액정층(3)은 복수의 액정 분자(31)를 포함한다. 액정 분자(31)는 음의 유전율 이방성(negative dielectric anisotropy)을 가져 액정층(3)에 생성되는 전기장의 방향에 대해 가로지르는(transverse) 방향으로 배열될 수 있다. 액정 분자(31)는 액정층(3)에 전기장이 생성되지 않은 상태에서 제2판(200) 및 제1판(100)에 대해 대략 수직으로 배향(vertically aligned)되어 있다. 액정 분자(31)는 네마틱 액정 분자일 수 있다.

액정층(3)의 셀갭(cell gap)의 높이(d)는 특정 파장(λ)의 빛에 대해 대략 [수학식1]을 만족할 수 있다. 이에 따르면 본 발명의 한 실시예에 따른 광 변조 장치(1)는 대략 반파장판으로 기능할 수 있고, 회절 격자, 렌즈 등으로 사용 가능하다.

위 [수학식1]에서 Δnd는 액정층(3)을 통과하는 빛의 위상 지연값이다.

제1판(100)의 안쪽 면에는 제1 배향자(11)가 위치하고, 제2판(200)의 안쪽 면에는 제2 배향자(21)가 위치할 수 있다.

제1 배향자(11) 및 제2 배향자(21)는 수직 배향막일 수 있고, 특별한 방향으로의 배향은 되어 있지 않다. 따라서 본 발명의 한 실시예에 따른 광 변조 장치(1)의 제조 공정에서 러빙 공정 등의 배향 공정을 생략할 수 있어 제조 공정을 간단히 하고 제조 시간을 줄일 수 있으며, 액정 분자(31)의 선경사 산포에 따른 불량을 차단할 수 있다. 또한 배향 불량에 따른 광 변조 장치 또는 이를 포함한 광학 장치의 불량이 발생하지 않으며, 이에 따라 광학 변조 장치의 대형화도 용이하다.

그러면 앞에서 설명한 도면들과 함께 도 4 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 광 변조 장치(1)의 구동 방법에 대해 설명한다.

도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 광 변조 장치의 사시도이고, 도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 광 변조 장치의 제1판 및 제2판에 전압차를 부여하기 전의 액정 분자의 배열을 나타낸 단면도로서 도 4의 IV 선을 따라 잘라 도시한 단면도 및 V 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고, 도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 광 변조 장치의 액티브 영역 및 주변 영역에 대한 배치도이고, 도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 광 변조 장치에 본 발명의 한 실시예에 따른 구동 방법에 따른 구동 신호를 인가한 후 안정된 액정 분자의 배열을 나타낸 단면도로서 도 4의 IV 선을 따라 잘라 도시한 단면도 및 V 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고, 도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 광 변조 장치에 본 발명의 한 실시예에 따른 구동 방법에 따른 구동 신호를 인가한 배열이 안정된 액정 분자의 배열을 나타낸 단면도로서 도 4의 V 선을 따라 잘라 도시한 단면도 및 그에 따른 위상 변화를 나타낸 그래프이다.

도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정을 포함하는 광 변조 장치(1)를 도시하며 앞에서 설명한 실시예와 동일한 구조를 가질 수 있다. 광 변조 장치(1)는 복수의 단위 영역(unit)을 포함하고, 각 단위 영역(unit)은 적어도 하나의 하판 전극(191a, 191b)을 포함할 수 있다. 본 실시예에서는 각 단위 영역(unit)이 하나의 하판 전극(191a, 191b)을 포함하는 예를 중심으로 설명한다.

도 5를 참조하면, 제1 및 제2 하판 전극(191a, 191b)과 상판 전극(290)에 전압이 인가되지 않았을 때 액정 분자(31)는 제1판(100) 및 제2판(200)의 평면에 대략 수직인 방향으로 초기 배향되어 있다. 액정층(3)에 등전위선(VL)을 도시하였다. 이때 제1 및 제2 하판 전극(191a, 191b)에 상판 전극(290)의 전압을 기준으로 0V의 전압이 인가될 수도 있고, 액정 분자(31)의 배열이 바뀌기 시작하는 문턱 전압(Vth) 이하의 전압이 인가될 수도 있다.

다음 도 6을 참조하면, 구동부(700)는 전압 전달선(171a, 171b, 172a, 172b)을 통하여 제1 하판 전극(191a)의 상단(A), 제1 하판 전극(191a)의 하단(B), 제2 하판 전극(191b)의 하단(C), 그리고 제2 하판 전극(191b)의 상단(D)에 각각 별개의 전압을 인가할 수 있다. 이때 전압 전달선(171a, 171b, 172a, 172b)을 통하여 전달되는 전압은 상판 전극(290)에 인가되는 전압을 기준으로 동일한 극성을 가질 수 있다. 또한 전압 전달선(171a, 171b, 172a, 172b)이 전달하는 전압의 극성은 적어도 한 프레임을 주기로 반전될 수 있다. 본 실시예에서는 전압 전달선(171a, 171b, 172a, 172b)을 통하여 전달되는 전압이 상판 전극(290)에 인가되는 전압을 기준으로 정극성인 경우를 예로 들어 설명한다.

본 실시예에 따르면, 제1 하판 전극(191a)의 상단(A), 제1 하판 전극(191a)의 하단(B), 제2 하판 전극(191b)의 하단(C), 그리고 제2 하판 전극(191b)의 상단(D)의 순서로 점차 낮아지는 전압이 인가될 수 있다. 즉, 제1 하판 전극(191a)의 상단(A)에 인가되는 전압>제1 하판 전극(191a)의 하단(B)에 인가되는 전압>제2 하판 전극(191b)의 하단(C)에 인가되는 전압>제2 하판 전극(191b)의 상단(D)에 인가되는 전압을 만족할 수 있다. 전압 전달선(171a, 171b, 172a, 172b)이 전달하는 전압의 극성이 부극성인 경우에는 제1 하판 전극(191a)의 상단(A)에 인가되는 전압<제1 하판 전극(191a)의 하단(B)에 인가되는 전압<제2 하판 전극(191b)의 하단(C)에 인가되는 전압<제2 하판 전극(191b)의 상단(D)에 인가되는 전압일 수 있다.

그러면 제1 하판 전극(191a)의 상단(A)과 제1 하판 전극(191a)의 하단(B) 사이에는 제1 하판 전극(191a)의 자체 저항에 의해 상단(A)에서 하단(B)으로 갈수록 전압이 실질적으로 단조 감소할 수 있고, 제2 하판 전극(191b)의 상단(D)과 제2 하판 전극(191b)의 하단(C) 사이에는 제2 하판 전극(191b)의 자체 저항에 의해 상단(D)에서 하단(C)으로 갈수록 전압이 실질적으로 단조 증가할 수 있다.

또한 구동부(700)는 상판 전극(290)에는 0V 등의 일정한 전압을 인가할 수 있다.

그러면, 액정층(3)에는 하판 전극(191a, 191b)에 인가된 전압 및 상판 전극(290)의 전압에 따라 전기장이 생성되고, 액정 분자(31)는 전기장에 대략 수직인 방향으로 기울어지려 한다.

이에 따라 도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이 액정 분자(31)는 대부분 제1판(100) 또는 제2판(200)의 표면에 대략 평행하게 기울어져 평면상(in-plane) 배열을 이루며 그 장축이 평면상 회전되어 나선형(spiral) 배열을 이를 수 있다.

특히 제1 하판 전극(191a) 위의 액정 분자(31)는 도 6에 도시한 화살표 방향(D1)과 같이 제1 하판 전극(191a)의 상단(A) 쪽으로 넘어지고, 제2 하판 전극(191b) 위의 액정 분자(31)는 도 6에 도시한 화살표 방향(D2)과 같이 제2 하판 전극(191b)의 하단(C) 쪽으로 넘어지도록 제어된다.

또한 제1 하판 전극(191a)에 인가되는 전압이 제2 하판 전극(191b)에 인가되는 전압보다 크므로 제1 하판 전극(191a)과 제2 하판 전극(191b) 사이의 공간(G) 위에 위치하는 액정 분자(31)들은 도 6에 도시한 화살표 방향(D3)과 같이 제1 하판 전극(191a) 쪽으로 넘어지도록 제어된다.

이에 따라 도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이 액정 분자(31)는 나선형 배열을 이루며, 더 구체적으로 u자형 배열을 이룰 수 있다. 액정 분자(31)는 하판 전극(191)의 피치를 주기로 액정 분자(31)의 장축의 방위각이 대략 0도부터 대략 180도까지 변화할 수 있다. 액정 분자(31)의 장축의 방위각이 x축 방향을 따라 대략 0도부터 대략 180도까지 변화하는 부분이 하나의 u자형 배열을 형성할 수 있고, 이를 단위 영역(unit)으로 정의할 수 있다. 본 실시예의 경우 하나의 단위 영역(unit)은 제1 하판 전극(191a) 및 그에 인접하는 제2 하판 전극(191b)과의 사이의 공간(G)을 포함할 수 있다.

이와 같이 제1 하판 전극(191a)의 상단(A) 및 하단(B), 그리고 제2 하판 전극(191b)의 하단(C) 및 상단(D)에 차등 전압을 인가한 후 광 변조 장치(1) 전체의 z축 방향의 위상 지연값이 대략 π가 되도록 제1 하판 전극(191a)의 상단(A) 및 하단(B), 그리고 제2 하판 전극(191b)의 하단(C) 및 상단(D)에 인가되는 전압 간의 차를 줄이는 조절을 할 수 있다.

앞에서 설명한 바와 같이 광 변조 장치(1)가 [수학식1]을 만족하여 대략 반파장판으로 구현될 경우 입사된 원편광된 빛의 회전 방향이 반대로 바뀐다. 도 8은 예를 들어 우원편광된 빛이 광 변조 장치(1)에 입사된 경우 x축 방향의 위치에 따른 위상 변화를 나타낸다. 광 변조 장치(1)를 통과한 우원편광된 빛은 좌원편광된 빛으로 바뀌어 출사되며, 액정층(3)의 위상 지연값이 x축 방향에 따라 다르므로 출사되는 원편광된 빛의 위상도 연속적으로 바뀐다.

일반적으로 반파장판의 광축이 평면상(in-plane) φ만큼 회전(rotation)하면 출력되는 광의 위상은 2φ만큼 변하므로 도 8에 도시한 바와 같이 액정 분자(31)의 장축의 방위각이 180도 변하는 하나의 단위 영역(unit)에서 출사되는 빛의 위상은 x축 방향을 따라 0부터 2π(radian)까지 변한다. 이를 순 위상경사라 한다. 이러한 위상 변화는 단위 영역(unit)마다 반복될 수 있고, 이러한 광 변조 장치(1)를 이용해 빛의 방향을 바꾸는 렌즈의 순 위상경사 부분을 구현할 수 있다.

그러면 앞에서 설명한 도면들과 함께 도 9 및 도 10을 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 광 변조 장치(1)의 구동 방법에 대해 설명한다.

도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 광 변조 장치의 액티브 영역 및 주변 영역에 대한 배치도이고, 도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 광 변조 장치에 본 발명의 한 실시예에 따른 구동 방법에 따른 구동 신호를 인가한 배열이 안정된 액정 분자의 배열을 나타낸 단면도로서 도 4의 V 선을 따라 잘라 도시한 단면도 및 그에 따른 위상 변화를 나타낸 그래프이다.

도 9를 참조하면, 구동부(700)는 전압 전달선(171a, 171b, 172a, 172b)을 통하여 제1 하판 전극(191a)의 상단(A), 제1 하판 전극(191a)의 하단(B), 제2 하판 전극(191b)의 하단(C), 그리고 제2 하판 전극(191b)의 상단(D)에 각각 별개의 전압을 인가할 수 있다. 이때 전압 전달선(171a, 171b, 172a, 172b)을 통하여 전달되는 전압은 상판 전극(290)에 인가되는 전압을 기준으로 동일한 극성을 가질 수 있다. 또한 전압 전달선(171a, 171b, 172a, 172b)이 전달하는 전압의 극성은 적어도 한 프레임을 주기로 반전될 수 있다. 본 실시예에서는 전압 전달선(171a, 171b, 172a, 172b)을 통하여 전달되는 전압이 상판 전극(290)에 인가되는 전압을 기준으로 정극성인 경우를 예로 들어 설명한다.

본 실시예에 따르면, 제1 하판 전극(191a)의 하단(B), 제1 하판 전극(191a)의 상단(A), 제2 하판 전극(191b)의 상단(D), 그리고 제2 하판 전극(191b)의 하단(C)의 순서로 점차 낮아지는 전압이 인가될 수 있다. 즉, 제1 하판 전극(191a)의 하단(B)에 인가되는 전압>제1 하판 전극(191a)의 상단(A)에 인가되는 전압>제2 하판 전극(191b)의 상단(D)에 인가되는 전압>제2 하판 전극(191b)의 하단(C)에 인가되는 전압을 만족할 수 있다. 전압 전달선(171a, 171b, 172a, 172b)이 전달하는 전압의 극성이 부극성인 경우에는 제1 하판 전극(191a)의 하단(B)에 인가되는 전압<제1 하판 전극(191a)의 상단(A)에 인가되는 전압<제2 하판 전극(191b)의 상단(D)에 인가되는 전압<제2 하판 전극(191b)의 하단(C)에 인가되는 전압일 수 있다.

그러면 제1 하판 전극(191a)의 상단(A)과 제1 하판 전극(191a)의 하단(B) 사이에는 제1 하판 전극(191a)의 자체 저항에 의해 상단(A)에서 하단(B)으로 갈수록 전압이 실질적으로 단조 증가할 수 있고, 제2 하판 전극(191b)의 상단(D)과 제2 하판 전극(191b)의 하단(C) 사이에는 제2 하판 전극(191b)의 자체 저항에 의해 상단(D)에서 하단(C)으로 갈수록 전압이 실질적으로 단조 감소할 수 있다.

구동부(700)는 상판 전극(290)에 0V 등의 일정한 전압을 인가할 수 있다.

액정층(3)에는 하판 전극(191a, 191b)에 인가된 전압과 상판 전극(290)에 인가된 전압에 따라 전기장이 생성되고, 액정 분자(31)는 전기장에 대략 수직인 방향으로 기울어지려 한다.

이에 따라 도 9 및 도 10에 도시한 바와 같이 액정 분자(31)는 대부분 제1판(100) 또는 제2판(200)의 표면에 대략 평행하게 기울어져 평면상 배열을 이루며 그 장축이 평면상 회전되어 나선형 배열을 이를 수 있다.

특히 제1 하판 전극(191a) 위의 액정 분자(31)는 도 9에 도시한 화살표 방향(D1)과 같이 제1 하판 전극(191a)의 하단(B) 쪽으로 넘어지고, 제2 하판 전극(191b) 위의 액정 분자(31)는 도 9에 도시한 화살표 방향(D2)과 같이 제2 하판 전극(191b)의 상단(D) 쪽으로 넘어지도록 제어된다.

또한 제1 하판 전극(191a)에 인가되는 전압이 제2 하판 전극(191b)에 인가되는 전압보다 크므로 제1 하판 전극(191a)과 제2 하판 전극(191b) 사이의 공간(G) 위에 위치하는 액정 분자(31)들은 도 9에 도시한 화살표 방향(D3)과 같이 제1 하판 전극(191a) 쪽으로 넘어지도록 제어된다.

이에 따라 도 9 및 도 10에 도시한 바와 같이 액정 분자(31)는 나선형 배열을 이루며, 더 구체적으로 n자형 배열을 이룰 수 있다. 액정 분자(31)는 하판 전극(191)의 피치를 주기로 액정 분자(31)의 장축의 방위각이 대략 180도부터 대략 0도까지 변화할 수 있다. 액정 분자(31)의 장축의 방위각이 x축 방향을 따라 대략 180도부터 대략 0도까지 변화하는 부분이 하나의 n자형 배열을 형성할 수 있고, 이를 단위 영역(unit)으로 정의할 수 있다. 본 실시예의 경우 하나의 단위 영역(unit)은 제1 하판 전극(191a) 및 그에 인접하는 제2 하판 전극(191b)과의 사이의 공간(G)을 포함할 수 있다.

앞에서 설명한 바와 같이 광 변조 장치(1)가 [수학식1]을 만족하여 대략 반파장판으로 구현될 경우 입사된 원편광된 빛의 회전 방향이 반대로 바뀐다. 도 10은 예를 들어 우원편광된 빛이 광 변조 장치(1)에 입사된 경우 x축 방향의 위치에 따른 위상 변화를 나타낸다. 광 변조 장치(1)를 통과한 우원편광된 빛은 좌원편광된 빛으로 바뀌어 출사되며, 액정층(3)의 위상 지연값이 x축 방향에 따라 다르므로 출사되는 원편광된 빛의 위상도 연속적으로 바뀐다.

일반적으로 반파장판의 광축이 평면상(in-plane) φ만큼 회전(rotation)하면 출력되는 광의 위상은 2φ만큼 변하므로 도 10에 도시한 바와 같이 액정 분자(31)의 장축의 방위각이 180도 변하는 하나의 단위 영역(unit)에서 출사되는 빛의 위상은 x축 방향을 따라 2π(radian)부터 0까지 변한다. 이를 역 위상경사라 한다. 이러한 위상 변화는 단위 영역(unit)마다 반복될 수 있고, 이러한 광 변조 장치(1)를 이용해 빛의 방향을 바꾸는 렌즈의 역 위상경사 부분을 구현할 수 있다.

이와 같이 본 발명의 실시예에 따르면 구동 신호의 인가 방법에 따라 액정 분자(31)의 평면상 회전각을 용이하게 조절하여 광 위상을 다양하게 변조시킬 수 있고, 다양한 빛의 회절각을 형성할 수 있다.

이와 같이 본 발명의 실시예에 따르면 액정 분자(31)의 선경사가 없이도 액정 분자(31)의 회전 방향을 결정할 수 있고 제1판(100) 및 제2판(200) 사이의 액정 분자(31)들이 동시에 같은 방향으로 회전할 수 있으므로 액정 분자(31)에 대한 제어력을 강화하여 텍스처의 발생을 줄일 수 있다. 이에 따라 광 변조 장치(1)의 회절 효율을 높일 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에 따른 광 변조 장치(1)는 구동 방법에 따라 다양한 위상경사를 구현할 수 있으므로 이를 이용해 빛의 방향을 바꾸는 회절 격자, 프리즘, 렌즈 등으로서 기능할 수 있다.

도 11은 본 발명의 한 실시예에 따른 광 변조 장치를 이용하여 구현할 수 있는 렌즈의 위치에 따른 위상 변화를 나타낸다.

본 발명의 한 실시예에 따른 광 변조 장치(1)는 앞에서 설명한 바와 같이 위치에 따라 구동 신호의 인가 방식을 달리 하여 순 위상경사와 역 위상경사를 모두 구현할 수 있으므로 렌즈를 형성할 수 있다. 도 11은 광 변조 장치(1)가 구현할 수 있는 렌즈의 예로서 프레넬 렌즈(Fresnel lens)의 위치에 따른 위상 변화를 나타낸다. 프레넬 렌즈는 프레넬 존 플레이트(Fresnel zone plate)의 광학적 특성을 이용한 렌즈로서 0부터 180도의 위상 분포가 주기적으로 반복되어 유효 위상 지연이 고체 볼록 렌즈 또는 그린 렌즈와 동일하거나 유사할 수 있다.

도 11에 도시한 바와 같이 하나의 프레넬 렌즈의 중심(O)을 기준으로 좌측 부분(La)은 복수의 순 위상경사를 포함하고 우측 부분(Lb)은 복수의 역 위상경사를 포함한다. 따라서 프레넬 렌즈의 좌측 부분(La)에 대응하는 광 변조 장치(1)의 부분은 앞에서 설명한 도 4 내지 도 8에 도시한 실시예와 같이 순 위상경사를 형성할 수 있고, 프레넬 렌즈의 우측 부분(Lb)에 대응하는 광 변조 장치(1)의 부분은 앞에서 설명한 도 9 및 도 10에 도시한 실시예와 같이 역 위상경사를 형성할 수 있다.

프레넬 렌즈의 좌측 부분(La)이 포함하는 복수의 순 위상경사는 위치에 따라 다른 폭을 가질 수 있는데, 이를 위해 각 순 위상경사 부분에 대응하는 광 변조 장치(1)의 하판 전극(191)의 폭 및/또는 한 단위 영역(unit)에 포함되는 하판 전극(191)의 수 등을 적절히 조절할 수 있다. 마찬가지로 프레넬 렌즈의 우측 부분(Lb)이 포함하는 복수의 역 위상경사는 위치에 따라 다른 폭을 가질 수 있는데, 이를 위해 각 역 위상경사 부분에 대응하는 광 변조 장치(1)의 하판 전극(191)의 폭 및/또는 한 단위 영역(unit)에 포함되는 하판 전극(191)의 수 등을 적절히 조절할 수 있다.

하판 전극(191) 및 상판 전극(290)에 인가되는 전압을 조절하면 프레넬 렌즈의 위상 곡률도 변경할 수 있다.

도 12 및 도 13은 각각 본 발명의 한 실시예에 따른 광 변조 장치(1)를 이용한 광학 장치의 한 예로서 입체 영상 표시 장치의 구조 및 2차원 영상 및 3차원 영상을 표시하는 방법을 보여준다.

도 12 및 도 13을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 광학 장치는 입체 영상 표시 장치로서 표시판(300), 그리고 표시판(300)의 영상이 표시되는 전면 앞에 위치하는 광 변조 장치(1)를 포함할 수 있다. 표시판(300)은 영상을 표시하는 복수의 화소를 포함하며, 복수의 화소는 행렬 형태로 배열되어 있을 수 있다.

표시판(300)은 2차원 모드에서는 도 23에 도시한 바와 같이 표시판(300)이 표시하는 각 프레임의 2차원 영상을 표시하고, 3차원 모드에서는 도 24에 도시한 바와 같이 우안용 영상, 좌안용 영상 등 여러 시점에 해당하는 영상을 공간 분할 방식으로 분할하여 표시할 수 있다. 3차원 모드에서 복수의 화소 중 일부는 어느 한 시점에 대응하는 영상을 표시할 수 있고, 다른 일부는 다른 시점에 대응하는 영상을 표시할 수 있다. 시점의 개수는 2개 이상일 수 있다.

광 변조 장치(1)는 복수의 순 위상경사 부분과 복수의 역 위상경사 부분을 포함하는 프레넬 렌즈를 반복적으로 구현하여 표시판(300)에서 표시된 영상을 시점 별로 분할할 수 있다.

광 변조 장치(1)는 스위칭 온/오프가 가능할 수 있다. 광 변조 장치(1)가 온(on)되면 입체 영상 표시 장치는 3차원 모드로 동작하며, 도 13에 도시한 바와 같이 표시판(300)이 표시하는 영상을 굴절시켜 해당 시점에 영상이 표시되도록 하는 복수의 프레넬 렌즈를 형성할 수 있다. 반면, 광 변조 장치(1)가 오프(off)되면 도 12에 도시한 바와 같이 표시판(300)이 표시하는 영상이 굴절되지 않고 통과하여 2차원 영상이 관찰될 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

3: 액정층
11, 21: 배향자
31: 액정 분자
100: 제1판
110, 210: 기판
140, 180: 절연막
171a, 171b, 172a, 172b: 전압 전달선
191, 191a, 191b: 하판 전극
200: 제2판
290: 상판 전극
700: 구동부

Claims

액티브 영역 및 상기 액티브 영역의 주변에 위치하는 주변 영역,
상기 액티브 영역에 위치하고 제1 방향으로 연장되어 있으며 제1 하판 전극 및 제2 하판 전극을 포함하는 복수의 하판 전극, 그리고
상기 제1 하판 전극 및 상기 제2 하판 전극에 구동 신호를 인가하는 구동부
를 포함하고,
상기 구동부는 상기 제1 하판 전극의 상단과 연결되어 있는 제1채널, 상기 제1 하판 전극의 하단과 연결되어 있는 제2채널, 상기 제2 하판 전극의 상단과 연결되어 있는 제3채널, 그리고 상기 제2 하판 전극의 하단과 연결되어 있는 제4채널을 포함하는
광 변조 장치.
제1항에서,
상기 구동부와 상기 제1 하판 전극의 상단을 연결하는 제1 전압 전달선,
상기 구동부와 상기 제1 하판 전극의 하단을 연결하는 제2 전압 전달선,
상기 구동부와 상기 제2 하판 전극의 상단을 연결하는 제3 전압 전달선, 그리고
상기 구동부와 상기 제2 하판 전극의 하단을 연결하는 제4 전압 전달선
을 포함하는 광 변조 장치.
제2항에서,
상기 제1 내지 제4 전압 전달선은 상기 주변 영역에 위치하며, 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향으로 연장되어 있는 광 변조 장치.
제3항에서,
상기 주변 영역은 상기 액티브 영역을 중심으로 서로 반대편에 위치하는 상측 주변 영역 및 하측 주변 영역을 포함하고,
상기 제1 및 제3 전압 전달선은 상기 상측 주변 영역에 위치하고,
상기 제2 및 제4 전압 전달선은 상기 하측 주변 영역에 위치하는
광 변조 장치.
제4항에서,
상기 제1 내지 제4 전압 전달선과 상기 제1 및 제2 하판 전극 사이에 위치하는 제1 절연막을 더 포함하고,
상기 제1 절연막은 상기 제1 내지 제4 전압 전달선을 각각 드러내는 복수의 접촉 구멍을 포함하고,
상기 제1 및 제2 하판 전극은 상기 접촉 구멍을 통해 상기 제1 내지 제4 전압 전달선과 전기적으로 연결되어 있는
광 변조 장치.
제5항에서,
상기 제1 및 제2 하판 전극과 마주하는 상판 전극, 그리고
상기 제1 및 제2 하판 전극과 상기 상판 전극 사이에 위치하는 액정층
을 더 포함하는 광 변조 장치.
제6항에서,
상기 액정층은 상기 제1 및 제2 하판 전극 또는 상기 상판 전극의 면 방향에 대략 수직으로 배열되어 있는 복수의 액정 분자를 포함하는 광 변조 장치.
제1항에서,
상기 구동부는 상기 제1 하판 전극의 상단에 인가되는 전압, 상기 제1 하판 전극의 하단에 인가되는 전압, 상기 제2 하판 전극의 하단에 인가되는 전압, 그리고 상기 제2 하판 전극의 상단에 인가되는 전압의 순서로 점차 낮아지거나 점차 높아지도록 구동 신호를 인가하는 광 변조 장치.
제8항에서,
상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향으로 배열된 복수의 단위 영역을 포함하고,
상기 단위 영역은 각각 적어도 하나의 상기 하판 전극을 포함하는
광 변조 장치.
제8항에서,
상기 제1 및 제2 하판 전극과 마주하는 상판 전극, 그리고
상기 제1 및 제2 하판 전극과 상기 상판 전극 사이에 위치하는 액정층
을 더 포함하고,
상기 액정층은 상기 제1 및 제2 하판 전극 또는 상기 상판 전극의 면 방향에 대략 수직으로 배열되어 있는 복수의 액정 분자를 포함하는
광 변조 장치.
제1항에서,
상기 구동부는 상기 제1 하판 전극의 하단에 인가되는 전압, 상기 제1 하판 전극의 상단에 인가되는 전압, 상기 제2 하판 전극의 상단에 인가되는 전압, 그리고 상기 제2 하판 전극의 하단에 인가되는 전압의 순서로 점차 낮아지거나 점차 높아지도록 구동 신호를 인가하는 광 변조 장치.
제11항에서,
상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향으로 배열된 복수의 단위 영역을 포함하고,
상기 단위 영역은 각각 적어도 하나의 상기 하판 전극을 포함하는
광 변조 장치.
제11항에서,
상기 제1 및 제2 하판 전극과 마주하는 상판 전극, 그리고
상기 제1 및 제2 하판 전극과 상기 상판 전극 사이에 위치하는 액정층
을 더 포함하고,
상기 액정층은 상기 제1 및 제2 하판 전극 또는 상기 상판 전극의 면 방향에 대략 수직으로 배열되어 있는 복수의 액정 분자를 포함하는
광 변조 장치.
제1 방향으로 연장되어 있으며 제1 하판 전극 및 제2 하판 전극을 포함하는 복수의 하판 전극, 그리고 상기 제1 하판 전극 및 상기 제2 하판 전극에 구동 신호를 인가하는 구동부를 포함하는 광 변조 장치에서,
상기 구동부가 제1채널을 통해 상기 제1 하판 전극의 상단에 전압을 인가하는 단계,
상기 구동부가 제2채널을 통해 상기 제1 하판 전극의 하단에 전압을 인가하는 단계,
상기 구동부가 제3채널을 통해 상기 제2 하판 전극의 상단에 전압을 인가하는 단계, 그리고
상기 구동부가 제4채널을 통해 상기 제2 하판 전극의 하단에 전압을 인가하는 단계
를 포함하는 광 변조 장치의 구동 방법.
제14항에서,
상기 구동부는 상기 제1 하판 전극의 상단에 인가되는 전압, 상기 제1 하판 전극의 하단에 인가되는 전압, 상기 제2 하판 전극의 하단에 인가되는 전압, 그리고 상기 제2 하판 전극의 상단에 인가되는 전압의 순서로 점차 낮아지거나 점차 높아지도록 구동 신호를 인가하는 광 변조 장치의 구동 방법.
제15항에서,
상기 제1 하판 전극의 상단 및 하단과 상기 제2 하판 전극의 상단 및 하단에 상기 제1 내지 제4채널을 통해 전압을 인가한 후,
상기 제1 하판 전극의 상단에 인가되는 전압, 상기 제1 하판 전극의 하단에 인가되는 전압, 상기 제2 하판 전극의 상단에 인가되는 전압, 그리고 상기 제2 하판 전극의 하단에 인가되는 전압 간의 차이를 줄이는 단계를 더 포함하는 광 변조 장치의 구동 방법.
제16항에서,
상기 광 변조 장치는 상기 제1 및 제2 하판 전극과 마주하는 상판 전극, 그리고 상기 제1 및 제2 하판 전극과 상기 상판 전극 사이에 위치하는 액정층을 더 포함하고,
상기 액정층은 상기 제1 및 제2 하판 전극 또는 상기 상판 전극의 면 방향에 대략 수직으로 배열되어 있는 복수의 액정 분자를 포함하고,
상기 구동부가 상기 상판 전극에 일정한 전압을 인가하는 단계를 더 포함하는
광 변조 장치의 구동 방법.
제14항에서,
상기 구동부는 상기 제1 하판 전극의 하단에 인가되는 전압, 상기 제1 하판 전극의 상단에 인가되는 전압, 상기 제2 하판 전극의 상단에 인가되는 전압, 그리고 상기 제2 하판 전극의 하단에 인가되는 전압의 순서로 점차 낮아지거나 점차 높아지도록 구동 신호를 인가하는 광 변조 장치의 구동 방법.
제18항에서,
상기 제1 하판 전극의 상단 및 하단과 상기 제2 하판 전극의 상단 및 하단에 상기 제1 내지 제4채널을 통해 전압을 인가한 후,
상기 제1 하판 전극의 상단에 인가되는 전압, 상기 제1 하판 전극의 하단에 인가되는 전압, 상기 제2 하판 전극의 상단에 인가되는 전압, 그리고 상기 제2 하판 전극의 하단에 인가되는 전압 간의 차이를 줄이는 단계를 더 포함하는 광 변조 장치의 구동 방법.
제19항에서,
상기 광 변조 장치는 상기 제1 및 제2 하판 전극과 마주하는 상판 전극, 그리고 상기 제1 및 제2 하판 전극과 상기 상판 전극 사이에 위치하는 액정층을 더 포함하고,
상기 액정층은 상기 제1 및 제2 하판 전극 또는 상기 상판 전극의 면 방향에 대략 수직으로 배열되어 있는 복수의 액정 분자를 포함하고,
상기 구동부가 상기 상판 전극에 일정한 전압을 인가하는 단계를 더 포함하는
광 변조 장치의 구동 방법.