KR100358668B1 - 터치스크린과 함께 이용 가능한 정렬된 광학 셔터 및 배경조명 셀을 구비한 표시 장치 - Google Patents

터치스크린과 함께 이용 가능한 정렬된 광학 셔터 및 배경조명 셀을 구비한 표시 장치 Download PDF

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Abstract

정렬된 광학 셔터 및 배경 조명 셀(239, 289)을 구비한 표시 장치(200)는 고광도 및 저광도 상태 모두에서 양호한 콘트라스트를 갖는 저비용의 전류 누출이 낮은 표시 장치를 제공하기 위해 패턴이 있는 중합체-확산식 액정(PDLC) 광학 셔터 재료(230) 및 전기발광(EL) 배경 조명 재료(280)를 이용한다. 정렬된, 패턴이 있는 광학 셔터 및 배경 조명 층들은 화소 '창'을 형성하고, 이를 통해 배경 상에 인쇄된 화상들이 숨겨지거나 드러난다. 특히, 매스크 층(250)은 화상들을 보유하며, 정보 화상을 보여주고 표시 장치의 비활성 영역을 덮고 표시 장치의 전극 트레이스 연결 활성 세그멘트를 덮도록 광학 셔터 및 배경 조명 층들 사이에 삽입된다. 표시 장치(200)는 터치스크린(290)과 합체되기에 충분하게 얇고 탄력적이다.

Description

터치스크린과 함께 이용 가능한 정렬된 광학 셔터 및 배경 조명 셀을 구비한 표시 장치 {DISPLAY WITH ALIGNED OPTICAL SHUTTER AND BACKLIGHT CELLS APPLICABLE FOR USE WITH A TOUCHSCREEN}
본 발명은 표시 장치, 특히 광원을 가지며 터치스크린과 함께 이용 가능한 광학 셔터식 표시 장치에 관한 것이다.
이동 전화와 같은 휴대용 전자 장치는 저광도 및 고광도 환경 모두에서 볼 수 있어야 한다. 표준 발광 표시 장치는 표시 장치의 상이한 영역들이 빛을 발산하도록 선택적으로 켜지는 화소 또는 패턴이 있는 광원을 이용한다. 표시 장치의 꺼진 영역은 빛을 발산하지 않지만, 고광도 환경에서는 표시 장치의 "꺼진" 부분이 (통상 발광체인) 빛-발산 재료의 높은 반사 특성에 의해 표시 장치의 "켜진" 부분 이상으로 밝을 수 있다. 중간 밀도 필터라고도 불리는 콘트라스트 필터가 표시 장치 위에 위치될 수 있고, 표시 장치로부터 발산되고 반사된 빛의 일부를 흡수하기 위해 부분 빛-흡수 필름을 이용한다. 그러나, 필터는 모든 보기 상태에서 표시 장치의 밝기를 감소시킨다.
중합체-확산식 액정(PDLC) 표시 기술은 저비용이며 고체 중합체 기판 내에 확산된 미크론 크기의 액정 액적을 이용하는 완전 플라스틱 표시 기술이다. 액정 액적에 첨가된 이색성 염료 분자가 표시 장치에 전기장이 인가되지 않았을 때 PDLC 표시 장치가 염료의 색상을 나타내게 한다. 이러한 착색 상태에서, 염료 분자 및 액정 액적은 임의로 배열되고 표시 장치는 불투명하다. 이는 개념적으로 "폐쇄 광학 셔터" 상태이다. 소정의 강도 및 방향의 전기장이 인가되면, 염료 분자 및 액정 액적은 빛이 PDLC 층을 통과하도록 재배열된다. 이는 개념적으로 "개방 광학 셔터" 상태이다. 이러한 투명 상태에서, 표시 장치는 표시 장치 후방 지지면의 색상을 드러낸다.
표시 장치 후방 지지면이 반사성 표면이면, 고광도 환경에서, 주위의 빛이 PDLC가 개방 셔터 상태에 있는 PDLC 층을 통한 두 개의 경로를 만든다. 고광도 환경에 대해 표시 장치를 최적화하는 것은 표시 장치 밝기에 영향을 미치는 개방 셔터 상태에서 과다한 잔류 흡수가 없이 폐쇄 셔터 상태가 어둡게 유지되는 PDLC 염료 분자 농도를 이용하는 것을 필요로 한다. 저광도 환경에서, PDLC 표시 장치는 배경 조명될 수 있다. 그러나, 표시 장치가 배경 조명되면, 배경 조명은 단지 PDLC 표시 장치를 통한 하나의 경로를 만든다. PDLC 염료 분자 농도가 고광도 상태에 대해 최적화되면, 배경 조명된 표시 장치는 현저하게 감쇄된 콘트라스트를 갖고, "꺼진" 화소들이 켜져서 나타날 수 있다.
따라서, 고광도 및 저광도 상태 모두에서 높은 콘트라스트를 나타내는 저비용의 전류 누출이 낮은 표시 장치에 대한 필요성이 있다.
도1은 양호한 실시예에 따른 터치스크린 위의 정렬된 광학 셔터 및 배경 조명 셀을 구비한 표시 장치를 실시한 전자 장치를 도시하는 도면.
도2는 양호한 실시예에 따른 도1의 선 2-2를 따른 터치스크린 위의 정렬된 광학 셔터 및 배경 조명 셀을 구비한 표시 장치의 단면도.
도3은 도2에 도시된 표시 장치의 광학 셔터 셀 면의 분해도.
도4는 도2에 도시된 표시 장치의 배경 조명 셀 면의 분해도.
도5는 터치스크린과 함께 이용 가능한 정렬된 광학 셔터 및 배경 조명 셀을 구비한 표시 장치의 다른 다양한 실시예들을 도시한 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
150 : 무자판 입력 장치
210 : 상부 층
215 : 무광택 상부 표면
220 : 상부 기판
225, 245, 275, 285 : 전극
230 : 광학 셔터 재료
239 : 광학 셔터 셀
240 : 투명 하부 기판
250 : 광학 매스크 층
260 : 광학 색상 층
270 : 투명 기판
280 : 배경 조명 재료 층
289 : 배경 조명 셀
290 : 터치스크린
정렬된 광학 셔터 및 배경 조명 셀을 구비한 표시 장치는 고광도 및 저광도 상태 모두에서 양호한 콘트라스트를 갖는 저비용의 전류 누출이 낮은 표시 장치를 제공하기 위해 패턴이 있는 중합체-확산식 액정(PDLC) 광학 셔터 및 패턴이 있는 전기 발광성(EL) 배경 조명을 이용한다. 정렬되고 패턴이 있는 광학 셔터 및 배경 조명 층들은 화소 "창"을 형성하고, 이를 통해 배경 상에 인쇄된 화상이 숨겨지거나 드러날 수 있다. 특히, 블랙 매스킹은 화상을 보유하며, 정보 화상을 보여주고 표시 장치의 비활성 영역을 덮고 표시 장치의 전극 트레이스 연결 활성 세그멘트를 덮도록 광학 셔터와 배경 조명 층들 사이에 삽입된다.
정렬된 광학 셔터 및 배경 조명 셀을 구비한 표시 장치는 터치스크린과 합체되기에 충분하게 얇고 탄력적이다. 표시 장치는 사용자 인터페이스에 공통적인 숫자 및 아이콘을 보여줌으로써 이동 전화와 같은 휴대용 전자 장치용 키패드를 실시하는 데 이용될 수 있다. 따라서, 고광도 및 저광도 상태 모두에서, 사용자는 터치스크린의 적절한 부분을 가압함으로써 전화 번호를 다이얼할 수 있고, 또는 수기(手記) 인식을 이용해서 전화번호부 정보를 입력할 수 있고, 또는 마우스 조작대신 터치스크린을 이용할 수 있다.
본원을 통해, 화소는 켜지고 꺼지도록 개별적으로 제어될 수 있는 광학 셔터 또는 배경 조명, 또는 배경 조명과 함께 정렬된 광학 셔터 내의 가장 작은 영역에 해당한다. 화소는 직접 구동 또는 행렬 번지 지정을 이용해서 제어될 수 있다. 화소는 연속적인 영역일 필요가 없고, 함께 제어되는 분리된 영역들일 수 있다 (예를 들어, 소문자 'i' 내의 점과 선은 단일 화소를 구성할 수 있다).
도1은 양호한 실시예에 따라 터치스크린과 합체된 정렬된 광학 셔터 및 배경 조명 셀을 구비한 표시 장치를 실시한 전자 장치(100)를 도시한다. 도시된 전자 장치(100)는 이동 전화이지만, 정렬된 광학 셔터 및 배경 조명 셀을 구비한 표시 장치는 또한 개인용 디지털 보조 장치, 텔레비전 원격 제어기, 비디오 카세트 플레이어, 가전 기기, 자동차 대쉬보드, 광고게시판, 할인 판매 기간 표시판, 전화 및 다른 전자 장치로 실시될 수 있다.
전자 장치(100)는 힌지(106)에 의해 이동 가능하게 연결된 제1 하우징(102)과 제2 하우징(104)을 갖는다. 제1 하우징(102)과 제2 하우징(104)은 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 피벗한다. 안테나(101)는 무선 기지국과 같은 상보 전자 장치와 통신하기 위해 무선 주파수 신호를 발신 및 수신한다. 제1 하우징(102) 상에 위치된 표시 장치(110)는 이름, 전화 번호, 발신 및 수신 정보, 사용자 인터페이스 명령, 스크롤 메뉴 및 다른 정보를 표시하는 것과 같은 기능을 위해 이용될 수 있다. 송화기(118)는 발신을 위한 음성을 수신하고, 음성 스피커(116)는 사용자에게 음성 신호를 전달한다.
무자판 입력 장치(150)는 제2 하우징(104)에 의해 유지된다. 무자판 입력 장치(150)는 표시 장치를 구비한 터치스크린으로 실시된다. 도면에서, 표시 장치 상의 복수의 화상들은 점선으로 표시되어 있다. 주 화상(151)은 표준 12-키 전화 키패드를 나타낸다. 무자판 입력 장치(150)의 하부를 따라, 화상(152, 153, 154, 156)들은 켜짐/꺼짐 버튼, 기능 버튼, 수기 인식 모드 버튼 및 전화 모드 버튼을 나타낸다. 무자판 입력 장치(150)의 상부를 따라, 화상(157, 158, 159)들은 "지움" 버튼, 전화번호부 모드 버튼 및 "OK" 버튼을 나타낸다. 모드 및 명령 버튼을 나타내는 추가적인 또는 다른 화상, 버튼 또는 아이콘들이 무자판 입력 장치를 이용해서 실시될 수 있다. 각각의 화상(151, 152, 153, 154, 156, 157, 158, 159)은 직접 구동 화소이고, 이러한 무자판 입력 장치는 하나 이상의 화상을 선택적으로 드러내기 위해 그리고 저광도 및 고광도 상태 모두에서 드러난 화상에 대한 콘트라스트를 제공하기 위해 정렬된 광학 셔터 및 배경 조명 셀을 구비한 표시 장치를 이용한다.
도2는 양호한 실시예에 따른 도1의 선 2-2를 따른 터치스크린 위에 정렬된 광학 셔터 및 배경 조명 셀을 구비한 표시 장치(200)의 단면도를 도시한다. 양호한 실시예는 광학 셔터 셀(239), 광학 매스크 층(250), 광학 색상 층(260), 배경 조명 셀(289) 및 광학 터치스크린(290)을 포함하는 다중 층을 구비한 적층체이다.
사용자(201)는 눈부심을 감소시키기 위해 무광택 상부 표면(215)을 구비한 자외선 장벽인 상부 층(210)을 본다. 양호하게는, 상부 층(210)은 PDLC 광학 셔터 셀(239)의 상부 기판(220) 상에 직접 인쇄되어 있다. PDLC 광학 셔터 셀(239)은 두 개의 전극(225, 245)과 두 개의 기판(220, 240) 사이에 삽입된 PDLC 광학 셔터재료(230)로부터 만들어진다. 전극과 기판은 양호하게는 투명하다. 상부 전극(225)은 양호하게는 PDLC 광학 셔터 재료(230)에 인접한 기판(220)에 부착된 패턴 없는 인듐-주석 산화물(In2O3-SnO2: ITO) 층을 이용해서 구성된다. 하부 전극(245)은 양호하게는 PDLC 광학 셔터 재료(230)에 인접한 하부 기판(240)에 부착된 패턴이 있는 ITO 층을 이용해서 구성된다. 필요하다면, 전극(225, 245)들 모두는 패턴을 가질 수 있지만, 사용자(201)는 패턴이 상부 전극(225) 상에 실시된 경우에 패턴을 볼 수도 있다. 다른 전극(225)이 접지부로서 작용하는 반면, 하나의 전극(245)은 소정 강도의 전기장을 생성하도록 광학 셔터 셀 구동기 버스(237)를 거쳐 외부 전원에 연결된다. 전기장의 방향은 광학 셔터에 있어서 중요하지 않고, 따라서 어느 전극이든지 접지부로서 작용할 수 있다.
전극(225, 245)에 의해 생성된 전기장은 PDLC 광학 셔터 재료(230)의 빛 전달 특성을 바꾸고, 패턴이 있는 전극 층(245)의 패턴은 표시 장치의 화소를 형성한다. 이러한 화소들은 도1에 도시된 무자판 입력 장치의 화상(151, 152, 153, 154, 156, 157, 158, 159)을 형성한다. 전기장의 부재 시에는, 액정 재료와 PDLC 재료 내의 이색성 염료는 임의로 정렬되고 대부분의 입사 광선을 흡수한다. 전기장의 존재 시에는, 액정 재료와 이색성 염료는 인가된 전기장의 방향으로 정렬되고 입사 광선의 대부분의 양을 투과시킨다. 이러한 방식으로, PDLC 셀의 화소는 비교적 불투명한 상태에서 비교적 투명한 상태로 전환될 수 있다. 바꾸어 말하면, 각각의 광학 셔터 화소는 제1 상태로부터 제1 상태보다 더 투명한 제2 상태로 전환된다. 각각의 화소는 전기장의 인가에 따라 폐쇄-셔터 또는 개방-셔터가 되도록 개별적으로 제어될 수 있다.
매스크 층(250)이 도1에 도시된 무자판 입력 장치(150)용 버튼을 포함하는 화상을 보유한다. 각각의 버튼은 광학 셔터 셀(239) 내의 화소 아래에 있다. 하나 이상의 버튼이 하나의 화소 아래에 있을 수 있고 반대로 하나의 버튼이 하나 이상의 화소 아래에 있을 수 있다는 것을 알아야 한다. 화소들은 매스크에 의해 보유되는 도1에 도시된 화상(151, 152, 153, 154, 156, 157, 158, 159)들을 드러내기 위해, 개방되거나 폐쇄될 수 있는 광학 셔터를 구비한 "창"으로 작용한다. 도시된 각각의 화소가 단지 단순 창 형태이고 복잡한 패턴을 보유하지 않기 때문에, 패턴이 있는 전극(245) 내의 패턴 영역은 매스크 층(250)과 쉽게 정렬될 수 있다. 양호하게는, 매스크 층(250)은 하부 투명 기판(240)의 바닥 표면 상에 직접 스크린 인쇄된다.
매스크 층(250)의 아래에 하나 이상의 색상을 갖는 색상 층(260)이 있다. 이러한 양호한 실시예에서, 색상 투과반사기 블럭들이 도1에 도시된 각각의 화상(151, 152, 153, 154, 156, 157, 158, 159)이 단일 색상이 되도록 정렬된다. 투과반사기는 투과 및 반사 특성 모두를 갖고 있다. 색상 층(260)은 투과 특성만을 갖는 색상 필터로 만들어 질 수도 있다. 배경 조명 셀(289)은 패턴이 있는 ITO 전극(275)을 보유하는 투명 기판(270)과 접지 기판(285) 사이에 삽입된 배경 조명 재료(280)의 층을 포함한다. 배경 조명 셀(289)용의 패턴이 있는 전극(275)은 광학 셔터 셀(239)용의 패턴이 있는 전극(245)과 정렬되어 그와 동일한 패턴을 갖는다. 이러한 양호한 실시예에서, 접지 전극(285)은 배경 조명 재료(280)의 바닥 표면 상에 직접 인쇄된 패턴 없는 도전성 잉크 층이지만, 접지 전극(285)은 패턴을 가질 수 있고 필요하다면 투명 또는 불투명 기판 상에 유지될 수 있다.
하나의 전극(275)은 소정 강도의 전기장을 생성하도록 배경 조명 셀 구동기 버스(287)를 거쳐 외부 전원에 연결된다. 광학 셔터와 마찬가지로, 어느 전극 층이든지 접지부로서 작용할 수 있다. 양호하게는, 광학 셔터 셀(239)의 전압 응답 및 주파수 구동 요구 조건은 배경 조명 셀(289)과 유사하다. 그 다음, 배경 조명 셀 구동기 버스(287) 및 광학 셔터 셀 구동기 버스(237)는 배경 조명 셀 및 광학 셔터 셀 내의 화소의 동시 제어를 위한 공동 구동 전기 장치(299)에 연결될 수 있다. 양호하게는, 광학 셔터 셀 구동기 버스(237)는 전극(245)에 열-밀봉되고, 배경 조명 셀 구동기 버스(287)는 전극(275)에 열-밀봉되고, 양쪽 버스(237, 287)들은 구동 전자 장치(299)로의 연결을 위해 상호 열-밀봉된다. 그렇지 않고, 광학 셔터 셀(239) 및 배경 조명 셀(289) 내의 화소는 다른 구동 전자 장치들에 의해 분리되어 또는 공동으로 구동될 수 있다.
완전 플라스틱 기판 구조에 의해, 표시 장치는 터치스크린(290) 위에 위치되기에 충분하게 얇고 탄력적이다. 터치스크린(290)은 저항 감지 시스템, 박막 스위치, 또는 압전 시스템과 같은 힘-감지 시스템일 수 있고, 다른 유형의 기술을 이용해서 실시될 수도 있다.
도3은 도2에 도시된 표시 장치의 광학 셔터 셀(239) 면의 분해도(300)를 도시한다. 양호한 실시예에서, 광학 셔터 셀(239)은 표시 장치의 상단면 반부 내에 실시되고, 광학 셔터 셀(239) 내의 화소들은 매스크 층(250) 내의 화상을 숨기거나 드러내도록 개별적으로 제어될 수 있다. 광학 셔터 셀(239)은 영역들을 투명한 상태에서 흡수 상태로 변환시키도록 선택적으로 지정될 수 있는 표시 기술을 이용해서 실시될 수 있다. 양호한 실시예가 광학 셔터용으로 PDLC 기술을 이용하지만, 광학 셔터 층은 (꼬임 네마틱 또는 완전 꼬임 네마틱 액정과 같은) 네마틱 액정 기술, 철-전기 액정 기술, 전기-제어 복굴절 기술, 광학-보상 굽힘 모드 기술, 게스트-호스트 기술 및 다른 유형의 빛 모듈화 기술을 이용해서 만들어질 수 있다.
무광택 표면(215)을 구비한 상부 층(210)은 하부에 접지 전극(225)을 구비한 투명 기판(220) 위에 놓인다. 접지 전극은 패턴 없는 ITO 층으로 실시된다. 다음에 광학 셔터 재료(230) 및 패턴이 있는 ITO 층으로 실시된 다른 전극(245)이 온다. 마지막으로, 매스크 층(250)은 투명 하부 기판(240)의 바닥에 부착된다.
광학 셔터 셀(239)용 전극(225, 245) 및 매스크 층(250)의 상세부를 이 도면에서 더욱 명확하게 볼 수 있다. 매스크 층(250)은 다양한 화상을 보유하는 불투명 매스크이다. 표준 전화 키패드의 12개 키를 나타내는 주 화상(251)은 패턴이 있는 ITO 층 상의 영역(241)에 의해 형성된 주 광학 셔터 화소 아래에 정렬된다. 표시 장치의 하부를 따른 화상(252, 253, 254, 256)들은 각각 영역(242, 243, 244, 246)들 아래에 정렬되고, 표시 장치의 상부를 따른 화상(257, 258, 259)들은 각각 영역(247, 248, 249)들 아래에 정렬된다. 광학 셔터 화소의 대형의 창과 같은 특성에 의해서, 화상을 적절한 화소를 구비한 매스크 상에 정렬하는 작업은 특별히 엄격하지는 않다.
각각의 광학 셔터 화소는 화소 아래의 화상을 위한 개별적인 셔터처럼 작용한다. 따라서, 상이한 화상들 또는 화상들의 조합은 어떤 광학 셔터 화소들이 개방-셔터되었는지 그리고 어떤 광학 셔터 화소들이 폐쇄-셔터되었는지에 따라 표시 장치 상에 보여진다. 매스크 층 또한 흑색 배경을 생성함으로써 패턴이 있는 전극(245) 내의 영역(241, 242, 243, 244, 246, 247, 248, 249)들 사이의 트레이스를 다소간 은폐시킨다는 것을 알아야 한다.
도4는 도2에 도시된 표시 장치의 배경 조명 셀(289)의 분해도(400)를 도시한다. 양호한 실시예에서, 배경 조명 셀(289)은 표시 장치의 하단면 반부 내에 실시되고, 배경 조명 셀(289) 내의 화소들은 매스크 층(250) 내의 화상을 배경 조명하도록 개별적으로 제어될 수 있다. 각각의 배경 조명 화소는 제3 상태로부터 제3 상태보다 더 밝은 제4 상태로 전환된다. 배경 조명 셀(289)은 켜지고 꺼지도록 선택적으로 지정될 수 있는 광원 기술을 이용해서 실시될 수 있다. EL 재료이외에도, 배경 조명 층은 빛 발산 다이오드 어레이, 플라즈마 패널, 진공 발광 패널, 발광 튜브로의 에지-결합식 빛 안내기, 유기 또는 중합체 빛 발산 다이오드 패널 또는 다른 광원 재료를 이용해서 만들어질 수 있다.
터치스크린(290)이 배경 조명 셀(289)의 접지 전극(285) 아래에 있다. 또한, 배경 조명 셀(289) 내에서 배경 조명 재료(280) 위에, 투명 기판(270)에 의해 보유되는 패턴이 있는 전극(275)이 있다. 투명 기판(270) 위에 색상 층(260)이 있다.
도3에 가장 잘 도시된, 광학 셔터 셀용의 패턴이 있는 전극(245) 내의 동일한 패턴이 배경 조명 셀용의 패턴이 있는 전극(275) 내에 복사된다. 패턴이 있는 전극(275) 내의 영역(271, 272, 273, 274, 276, 277, 278, 279)들은 각각 광학 셔터 셀(239)용의 패턴이 있는 전극(245) 내의 영역(241, 242, 243, 244, 246, 247,248, 249)들과 맞추어진다. 패턴이 있는 전극(275) 및 접지 전극(285)은 도2 및 도3에 도시된 매스크 층(250) 내의 선택된 화소들을 배경 조명하기 위해 선택된 배경 조명 화소를 켜도록 상호 작용한다.
색상 층(260)은 화상이 착색되어 보이도록 배경 조명을 착색하는 데 이용된다. 예를 들어, 주 영역(261)은 투명하고, 영역(262)은 녹색으로 착색되고, 영역(263, 264, 266)은 파랑색으로 착색되고, 영역(267, 268, 269)은 주황색으로 착색된다. 다시, 대형의 창과 같은 배경 조명 화소에 의해서, 배경 조명 화소들의 광학 셔터 화소들, 매스크 및 색상 블럭들과의 정렬은 어렵지 않다.
도5는 정렬된 광학 셔터 및 배경 조명 셀을 구비한 표시 장치(500)의 다양한 다른 실시예들을 도시한다. 표시 장치의 광학 셔터 셀(539)은 전극(525, 545)들을 보유하는 두 개의 투명 기판(520, 540)들 사이에 삽입된 광학 셔터 재료(530)를 포함한다. 양호하게는, 상부 전극(525)은 접지부로서 작용하는 패턴 없는 ITO 층이고, 하부 전극(545)은 화상을 드러내도록 광학 셔터 화소를 제공하기 위한 패턴이 있는 ITO 층이다. 하부 전극 상에 패턴 없는 접지 평면을 구비해서 패턴이 상부 전극 내에 실시될 수 있거나 또는 전극 모두가 패턴을 가질 수 있지만, 상부 전극 상의 패턴은 표시 장치가 꺼져있을 때에도 고광도 상태 하에서 사용자가 볼 수 있다.
배경 조명 셀(589)은 광학 셔터 셀용의 패턴이 있는 전극(545)과 동일한 ITO 패턴을 구비한 제1 전극(575)을 갖는 투명 기판(570)과 제2 전극(585) 사이에 삽입된 배경 조명 재료(580)를 포함한다. 이러한 제2 전극(585)은 양호하게는 배경 조명 재료(580)의 바닥부 상에 직접 인쇄된 패턴 없는 도전성 잉크 층이며 접지부로서 작용한다. 다시, 제2 전극 및 패턴이 있는 전극의 위치는 필요하다면 바뀔 수 있고, 제2 전극(585)은 필요하다면 패턴을 가질 수 있다.
표시되는 화상이 단순하다면, 화상을 생성하기 위해 매스크 층이 필요하지 않다. 예를 들어, 패턴 없는 사각형, 패턴 없는 원 또는 패턴 없는 삼각형을 표시하기 위해서는 매스크 층이 필요하지 않다. 화상이 단어 또는 좀더 자세한 아이콘과 같이 좀더 복잡하다면, 도2에 도시된 매스크 층(250)과 같은 매스크 층이 화소 내에 화상을 생성하기 위해 적층체 내에 포함될 수 있다. 화살표(551, 553, 555, 557, 559)들은 매스크 층 배치를 위해 가능한 위치를 지시한다. 화살표(551)에 의해 지시된 위치에 배치되면, 사용자는 표시 장치가 꺼져 있을 때 매스크를 볼 수 있다. 화살표(553, 555)에 의해 지시된 위치에서, 매스크는 ITO 층들 사이에 균일하지 않은 갭을 생성할 수 있고, 이는 시각적인 인위물로 이어진다. 화살표(559)에 의해 지시된 것처럼 매스크를 배치하는 것은 광학 셔터 셀(539)과 배경 조명 셀(589) 사이에서 반사를 생성할 수 있다. 따라서, 매스크의 양호한 배치는 화살표(557)에, 즉 배경 조명 셀(589) 위에 그리고 광학 셔터 셀(539) 아래이다.
도2에 도시된 색상 층(260)과 같은 분리식 색상 투과반사기 또는 색상 필터 층은 색상을 첨가하고 표시 장치의 반사 밝기를 개선하는 데 이용될 수 있다. 배경 조명에 색상을 제공하는 다른 방법은 배경 조명 셀 내에 착색된 발광체를 이용하는 것이다. 배경 조명 층의 반사성 및/또는 고유의 색상에 따라, 색상 층(260)의 투과 및 반사 특성은 고광도 및 저광도 상태에서 적절한 색상 및/또는 콘트라스트를 제공하기 위해 변화될 수 있다. 화살표(563, 566, 569)들은 색상 층 배치를 위해 가능한 위치를 지시한다. 색상 층이 매스크 층과 관련해서 이용된다면, 색상 층은 양호하게는 매스크 층 아래에 배치되어야 한다. 화살표(591, 593, 595, 597, 598, 599)들은 도2에 도시된 터치스크린(290)과 같은 터치스크린 층을 위해 가능한 위치를 지시한다. 터치스크린이 투명하다면, 여섯 개의 가능한 위치들 중 어디에도 위치될 수 있다. 터치스크린이 (예를 들어, 터치패드와 같이) 불투명하다면, 화살표(599)에 의해 지시된 위치에만 배치될 수 있다.
터치스크린과 함께 사용되는 정렬된 광학 셔터 및 배경 조명 셀을 구비한 표시 장치는 고정-위치 작동 모드 및 가변-위치 작동 모드에서 작동 가능하다. 고정-위치 작동 모드에서는, 사용자의 손가락의 실제 위치가 전자 장치의 응답을 결정한다. 예를 들어, 전화 키패드 화상이 표시되면, 표시된 번호의 위치를 가압하는 것은 다이얼된 전화 번호를 결정한다. 가변-위치 작동 모드에서는, 사용자의 손가락의 상대 이동이 전자 장치의 응답을 결정한다. 예를 들어, 수기 인식 모드에서, 전화 키패드 화상은 표시되지 않고, 사용자의 손가락의 상대 이동이 전자 장치가 글자 'A'의 입력을 해석하는지 또는 글자 'B'의 입력을 해석하는지를 결정한다. 가변-위치 작동 모드의 다른 실시예는 마우스 조작대신 이용된 터치스크린이다. 다른 작동 모드들은 당업자에게 명백할 것이다. 상이한 작동 모드들 중에서 선택하는 것은 영구적으로 고정-위치 작동 모드에 있는 표시 장치의 주 영역 외부의 모드 버튼을 가압함으로써 만들어 질 수 있다.
색상 층, 매스크 층 및 터치스크린이 기판(540)과 기판(570) 사이에 위치되지 않는 다면, 두 개의 기판(540, 570)들은 단일 기판으로 합체될 수 있다.
따라서, 터치스크린과 함께 이용 가능한 정렬된 광학 셔터 및 배경 조명 셀을 구비한 표시 장치는 종래의 표시 장치를 대체해서 높은 콘트라스트, 저비용 및 낮은 전류 누출을 제공한다. 이러한 표시 장치는 특히 무자판 입력 장치를 제작하기 위한 터치스크린 위의 장치에 적합하다. 터치스크린과 함께 이용 가능한 정렬된 광학 셔터 및 배경 조명 셀을 구비한 표시 장치의 특정 구성 요소 및 기능이 설명되었지만, 몇몇의 추가적인 구성 요소 및 기능이 본 발명의 취지 및 범위 내에서 당업자에 의해 사용될 수 있다. 본 발명은 첨부된 청구 범위에 의해서만 제한되어야 한다.
본 발명에 따르면, 저광도 및 고광도 상태 모두에서 높은 콘트라스트를 나타내고, 저비용의 전류 누출이 낮은 표시 장치를 제공할 수 있다.

Claims (25)

  1. 제1 상태로부터 제1 상태보다 더 투명한 제2 상태로 각각 변환되는 복수의 광학 셔터 화소를 갖는 광학 셔터 셀(239)과,
    상기 복수의 광학 셔터 화소의 아래에 정렬되어 제3 상태로부터 제3 상태보다 더 밝아진 제4 상태로 각각 변환되는 복수의 배경 조명 화소를 구비한 배경 조명 셀(289)과,
    복수의 광학 셔터 화소들 중 하나의 제1 상태로부터 제2 상태로의 변환과, 복수의 배경 조명 화소들 중 하나의 제3 상태로부터 제4 상태로의 변환을 공동으로 제어하기 위한 적어도 하나의 구동기(299)를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서, 광학 셔터 셀(239)은 제1 전극(225)과 제2 전극(245) 사이에 위치된 중합체-확산식 액정 재료(230)를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서, 배경 조명 셀(289)은 제3 전극(275)과 제4 전극(285) 사이에 위치된 전기발광 재료(280)를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 구동기(299)는 또한 복수의 광학 셔터 화소들 중 하나의 제2 상태로부터 제1 상태로의 변환과, 복수의 배경 조명 화소들 중 하나의 제4 상태로부터 제3 상태로의 변환을 공동으로 제어하기 위한 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  5. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 구동기(299)는 복수의 광학 셔터 화소들 중 하나의 변환과, 복수의 배경 조명 화소들 중 하나의 변환을 행렬 제어하기 위한 행렬 구동식 구동기인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  6. 제1항에 있어서, 정보 화상들을 제공하기 위해 배경 조명 셀(289) 내의 발광 재료의 적어도 일부분 위에 위치된 매스크 층(250)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  7. 제1항에 있어서, 배경 조명 셀(289)은 착색 발광을 제공하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  8. 제1항에 있어서, 배경 조명 셀(289)로부터의 착색 발광을 위해 배경 조명 셀(289) 내의 발광 재료의 적어도 일부분 위에 위치된 색상 층(260)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  9. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 구동기(299)는 복수의 광학 셔터 화소들 중 하나의 변환과, 복수의 배경 조명 화소들 중 하나의 변환을 동시에 제어하기 위한 단일 구동기인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  10. 제1항에 있어서, 접촉에 응답하는 터치스크린(290)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  11. 전자 장치에 있어서,
    적어도 일부가 상이한 형상을 갖는 복수의 셔터 화소를 갖는 광학 셔터 층과, 복수의 배경 조명 화소를 갖는 배경 조명 층을 포함하고,
    셔터 화소들 각각은 적어도 하나의 대응 배경 조명 화소와 정렬되고, 적어도 하나의 배경 조명 화소는 적어도 하나의 배경 조명 화소가 정렬되어 있는 대응 셔터 화소와 동일한 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  12. 제11항에 있어서, 하나의 배경 조명 화소만이 셔터 화소들 중 대응하는 하나와 정렬되고, 각각의 배경 조명 화소 및 그와 정렬된 대응 셔터 화소는 대체로 동일한 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  13. 제11항에 있어서, 구동기가 복수의 배경 조명 화소 및 복수의 셔터 화소와 결합되고, 구동기는 대응하여 정렬된 셔터 화소 및 배경 조명 화소를 동시에 제어하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  14. 제11항에 있어서, 터치스크린이 배경 조명 층 아래에 배치된 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  15. 제11항에 있어서, 반사 및 투과 층이 광학 셔터 층과 배경 조명 층 사이에 배치된 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  16. 제11항에 있어서, 화상 보유 매스크가 배경 조명 층과 광학 셔터 층 사이에 배치된 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  17. 전자 장치에 있어서,
    복수의 표시 화소를 갖는 표시 층과, 복수의 배경 조명 화소를 갖는 배경 조명 층을 포함하고,
    복수의 표시 화소들 각각은 복수의 배경 조명 화소들 중 단일한 하나와만 정렬된 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  18. 제17항에 있어서, 복수의 표시 화소들 각각은 제1 및 제2 상태를 갖고,
    복수의 배경 조명 화소들 각각은 제1 및 제2 상태를 갖고,
    구동기가 복수의 배경 조명 화소 및 복수의 표시 화소에 결합되어, 대응하여 정렬된 표시 및 배경 조명 화소들을 제1 및 제2 상태 사이에서 동시에 구동하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  19. 전자 장치에 있어서,
    복수의 셔터 화소를 갖는 광학 셔터 층과, 광학 셔터 층의 셔터 화소 아래에 배치되어 정렬된 복수의 배경 조명 화소를 갖는 배경 조명 층과, 배경 조명 층과 광학 셔터 층 사이에 배치된 투과반사 층과을 포함하고,
    투과반사 층은 그의 광학 셔터 층 측면으로부터 광을 반사하고 그의 배경 조명 층 측면으로부터 광을 투과시키는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  20. 제19항에 있어서, 배경 조명 층은 복수의 배경 조명 화소를 갖고, 복수의 배경 조명 화소들 각각은 복수의 셔터 화소들 중 대응하는 하나와 정렬된 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  21. 제19항에 있어서, 화상 보유 매스크가 배경 조명 층과 광학 셔터 층 사이에 배치되고, 화상 보유 매스크의 화상은 대응하는 광학 셔터 화소와 정렬된 것을 특징으로 하는 전장 장치.
  22. 전자 장치에 있어서,
    복수의 셔터 화소를 갖는 광학 셔터 층과, 표시 층 아래에 배치된 배경 조명 층과, 배경 조명 층과 광학 셔터 층 사이에 배치된 화상 보유 매스크를 포함하고,
    배경 조명 층은 복수의 배경 조명 화소를 갖고, 복수의 배경 조명 화소들 각각은 복수의 셔터 화소들 중 대응하는 하나와 정렬된 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  23. 제22항에 있어서, 화상 보유 매스크의 화상은 대응하는 셔터 화소와 정렬된 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  24. 제22항에 있어서, 구동기가 배경 조명 화소 및 셔터 화소에 결합되어, 대응하여 정렬된 셔터 및 배경 조명 화소들을 제1 및 제2 상태 사이에서 동시에 구동하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  25. 제22항에 있어서, 투과반사 층이 배경 조명 층과 광학 셔터 층 사이에 배치된 것을 특징으로 하는 전자 장치.
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