KR100395051B1

KR100395051B1 - 양면 액정 디스플레이 통신 장치

Info

Publication number: KR100395051B1
Application number: KR10-2001-0009193A
Authority: KR
Inventors: 스미쓰스티븐더블유.; 사와드스키마이클제이.; 엠머트스티븐씨.
Original assignee: 모토로라 인코포레이티드
Priority date: 2000-02-23
Filing date: 2001-02-23
Publication date: 2003-08-19
Also published as: CN1310569A; GB2364462A; GB2364462B; JP2001298519A; KR20010085518A; US6574487B1; GB0103084D0

Abstract

양면 액정 디스플레이(12)를 갖는 통신 장치(10)가 두개의 뷰포트(18,22)를 갖는 하우징(14)에 위치한다. 디스플레이(12)는 구동 회로(52)가 결합된 액정 패널(50)을 포함한다. 패널(50)은 제1 뷰포트(18)로부터 디스플레이(12)의 상부(62)를 볼 수 있게 하는 제1 면(60) 및 제2 뷰포트(22)로부터 디스플레이(12)의 하부(66)를 볼 수 있게 하는 제2 면(64)을 포함한다. 상부 반사층(68)은 패널(50)의 제2 면(64) 상에서 패널(50)의 상부(62)에 배치된다. 하부 반사층(70)은 패널(50)의 제1 면(60) 상에서 패널(50)의 하부(66)에 배치된다. 프로세서(82)는 구동 회로(52)에 결합되고, 이 프로세서(82)는 통신 장치(10)를 동작시키기 위한 사용자 인터페이스 정보를 제공하기 위해 구동 회로(52)를 통해서 디스플레이(12)를 향하게 한다. 본 발명은 하나의 구동 회로(52)를 사용하는 단일 LCD 패널 상에 양면 디스플레이(12)를 제공한다.

Description

양면 액정 디스플레이 통신 장치{A COMMUNICATION DEVICE WITH A DUAL-SIDED LIQUID CRYSTAL DISPLAY}

본 발명은 일반적으로 무선 통신 시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 통신 장치용의 사용자 인터페이스 디스플레이 인터페이스에 관한 것이다.

셀룰러 전화기와 같은 많은 휴대용 통신 장치들은 얇은 측면에 비해 전면 및 후면이 상대적으로 넓은 하우징(housing)을 갖는다. 이런 장치들은 옷의 주머니 안에 넣거나 벨트 또는 홀스터(holster)에 부착해서 옮길 수 있을 만큼 충분히 얇다. 일반적으로, 이런 장치는 키패드 또는 디스플레이와 같은 구성 소자를 하나 이상 포함하는 사용자 인터페이스를 갖는다. 장치를 상기와 같이 옮길 경우의 사용자 인터페이스는 사용자에게 가장 적합한 것은 아닐 것이다. 예를 들어, 그런 장치가 사용자의 벨트에 부착되서 옮겨 진다면, 사용자 인터페이스는 전체적이거나 부분적으로 사용자의 시야로부터 가려질 수 있다.

또한, 일부 장치는 먼지 또는 비와 같은 다양한 요소들에 대한 보호 또는, 키패드에서의 우연한 발동 작용에 대한 보호와 같은 다른 이유들을 위해서 사용자 인터페이스를 커버하는 플랩(flaps)을 가진다. 이러한 플랩은 이점이 매우 많다고 하더라도, 사용자 인터페이스의 시야를 막을 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 및 키패드는 플랩이 홀더로부터 제거되거나 물리적으로 열리지 않는 한, 사용자가 장치의 상태를 인식하지 못하도록 부분적으로 또는 전체적으로 덮여져 있다.

따라서, 사용자에게 보다 적합한 사용자 인터페이스를 갖는 통신 장치가 필요하고, 이에 더하여 실질적으로 소비 전력, 구동 회로 또는 통신 장치의 비용을 증가시키지 않는 통신 장치가 필요하다.

도 1은 본 발명에 따른 디스플레이를 갖는 열린 상태의 통신 장치의 정면도.

도 2는 도 1의 통신 장치의 측면도.

도 3은 본 발명에 따른 디스플레이를 갖는 닫힌 상태의 통신 장치의 정면도.

도 4는 도 3의 통신 장치의 측면도.

도 5는 본 발명에 따른 통신 장치에 대한 디스플레이의 양호한 실시예의 측면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 통신 장치

12 : 양면 액정 디스플레이

14 : 하우징

18 : 뷰포트

24 : 투명한 렌즈

50 : 패널

52 : 구동 회로

68,70 : 반사층

72,74 : 광원

80 : 광벽

82 : 프로세서

본 발명은 사용자가 통신 활동의 핸즈-프리(hands-free) 상태를 선택할 수 있도록 하는 양면 디스플레이를 제공하는 무선 통신 장치를 제공한다. 양면 디스플레이는 단일 LCD 패널(panel) 및 단일 구동 회로를 사용한다. 이것은 크기, 무게, 회로의 복잡성 및 비용을 줄인다.

본 발명은 본 명세서에서 기술되는 양호한 실시예와는 다른 응용들도 포함할 것이며, 본 설명은 단지 본 발명을 예증하고 상술하기 위해 제공되는 것이고, 본 발명을 제한하는 것은 아니다. 본 명세서는 신규한 것으로 간주되는 본 발명의 형태를 규정하는 청구항들로 완결되어 있지만, 동일한 참조 번호로 표시된 도면과 함께한 아래 설명은 본 발명의 이해를 더욱 높여줄 것이다. 무선 전화기는 무선 주파수 영역에서 전자기파를 사용하여 기지국과 정보를 통신하는 통신 장치이다. 이런 무선 전화기는 사람의 벨트 또는 다른 홀더에 묶여지거나 잠궈질 수 있다.

통신 장치의 무선 전화기부에서는 개인 통신에 적합한 셀룰러 무선 전화기가 바람직하지만, 페이저, 코드 없는 무선 전화기, 또는 개인용 통신 서비스(PCS) 무선 전화기도 가능하다. 무선 전화기부는 아날로그 통신 표준 또는 디지털 통신 표준에 따라서 구성된다. 무선 전화기부는 일반적으로 무선 주파수(RF) 전송기, RF 수신기, 제어기, 안테나, 배터리, 이중 필터, 주파수 신시사이저, 신호 프로세서 및 키패드, 제어 스위치, 및 마이크로폰을 적어도 하나 이상 포함하는 사용자 인터페이스를 포함한다. 무선 전화기부는 또한 페이징 수신기를 포함한다. 전자 기술은 종래 기술에서 잘 알려진 셀룰러폰, 페이저와 같은 쌍방향 무선 또는 선택적 무선 수신기로 결합되는 전자 부품들은 본 기술 분야에서 알려져 있고, 본 발명의 통신 장치에도 적용될 수 있다.

도 1-5는 본 발명에 따른 통신 장치를 도시한다. 이것은 단지 한 예로서, 이 통신 장치는 종래 기술(본 명세서에서는 간결성을 위해 제시되지 않음)에서 알려진 바와 같이 종래의 셀룰러 무선 송수신기를 포함하는 셀룰러폰에서 구현된다. 셀룰러 전화기는 배터리, 프로세서, 및 본 발명에 따른 양면 디스플레이를 더 포함하며 콤팩트 하우징에 집적된 사용자 인터페이스와 같은 종래의 셀룰러폰 하드웨어(이 또한 본 명세서에서는 간결성을 위해 제시되지 않음)를 포함한다.

본 발명은 양면 액정 디스플레이(12)의 통신 장치(10)을 포함한다. 본 발명은 디스플레이(12)를 홀딩(holding)하기 위한 하우징(14)를 포함한다. 하우징(14)은 제1 뷰포트(viewport)(18)를 가지는 제1면(16) 및 제2 뷰포트(22)를 가지는 제2면(20)을 포함한다. 하우징(14)의 뷰포트(18,22)는 먼지 및 오물로 부터 보호하기 위해서 투명한 렌즈(24)로 충분하게 덮여지는 것이 바람직하다. 하우징(14)은 통신 장치(10)의 가동(movable)부를 포함하는데, 3 및 4에 도시된 바와 같이, 하우징(14)이 제1 뷰포트(18)를 덮는 통신 장치(10)에 대해 닫혀있을 때, 제2 뷰포트(22)가 보이게 된다. 하우징(14)이 열려 있을 때, 하우징(14)의 제1면 상에 보이는 제1 뷰포트(18)와 하우징(14)의 제2면 상에 보이는 제2 뷰포트(22)로 두 뷰포트(18,22)가 모두 보인다. 디스플레이가 통신 장치의 가동 플립 하우징부에서 보인다 하더라도, 본 발명은 하나의 하우징을 지닌 적절하게 얇은 통신 장치에 적용될 수 있다는 것은 분명하다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 액정 디스플레이는 종래 기술에서 알려진 것처럼 구동 회로(52)가 결합된 액정 패널(50)을 포함한다. 패널(50)은 두 개의 실질적으로 투명한 판(56) 및 편광자(58) 사이에 끼워진 액정 물질(54)층을 포함한다. 편광자(58)는 편광 수직축을 가진다. 투명 전극(transparent electrode)(도시되지 않음)은 패널(50) 액정 물질(54)의 광투과성을 바꾸기 위해서 투명판(56)의 내부 표면에 부착된다. 위와 같은 방법으로, 전극은 디스플레이를 생성하는 픽셀을 정의한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 픽셀은 측면에서 볼 때, 이 영역에서 결합된 전극이 활성 또는 비활성일 때 패널에서 밝거나 어두운 부분을 형성하는 액정 패널 영역을 지칭한다. 픽셀은 어레이로 배열되어 영상 디스플레이를 형성할 수 있거나, 영숫자(alphanumeric) 기호에 사용되는 8자 모양의 배열에 일반적으로 사용될 수 있다. 본 발명에서 패널(50)은 제1 뷰포트(18)로 부터 디스플레이(12)의 상부(62)를 보기 위한 제1면(60) 및 제2 뷰포트(22)로 부터 디스플레이(12)의 하부(66)를 보기 위한 제2면(64)을 포함한다.

전기장이 인가되지 않으면, 편광된 광은 하나의 편광자를 통해 수용되고, 액정층(54)에 의해 방향 전환이 되어, 반대쪽 편광자를 통과하여 패널이 투명하게 되어 디스플레이에서 밝은 픽셀을 만들어 낸다. 그러나, 전위가 픽셀의 한 쪽면의 전극들 간에 인가되면, 액정층(54)이 바뀌어, 패널을 통과하는 광을 막고, 그 결과 어두운 픽셀로 나타나는, 패널에서 불투명한 영역을 생성한다. 전류를 전극에 선택적으로 인가함으로써 픽셀은 개별적으로 투명하거나 밝은 상태 및 불투명하거나 어두운 상태로 스위치될 수 있다. 액정 패널(50)은 각 픽셀에서 광 투과를 국부적으로 바꿈으로써 디스플레이를 생성하는 반면, 디스플레이를 보는데 필요한 광을 생성하지는 않는다. 디스플레이에 광을 제공하는 데에는 두 가지 접근법이 있다.

본 발명의 제1 실시예에서는, 주변광이 디스플레이를 조명하는데 사용된다. 상부 반사층(68)은 패널(50)의 제2면(64) 상에 패널(50)의 상부(62)에 배치된다. 하부 반사층(70)은 패널(50)의 제1면(60) 상에 패널(50)의 하부(66)에 배치된다. 반사층(68,70)은 각각의 가시 부분(62,66)에 반대인 패널의 뒷면과 마주한다. 투명 영역에서, 주변광은 제1 편광자를 통해서 걸러지고, 패널(50)을 가로지르고, 결합된 반사층에 의해 뒤로 반사되고, 패널을 다시 가로질러, 밝은 픽셀을 생성한다. 물론, 불투명 부분에서 패널을 통과하지 않으므로 어두운 픽셀을 생성한다.

본 발명의 제2 실시예에서, 광원(72,74)은 가시 부분(62,66)의 뒷면을 조명한다. 광원(72,74)으로부터 나온 광은 후방 편광자에 의해 스크린되고, 패널의 투과 영역을 통과하여 밝은 픽셀을 생성한다. 종래 기술에서 알려진 바와 같이, 광원은 전계 발광(electroluminescent) 패널인 것이 좋다. 반사층 및 전계 발광 패널은 결합된 뷰포트(18,22)를 충분히 채울수 있는 크기의 상부 및 하부 디스플레이 영역(62,64)을 제공한다. 제1 실시예가 제2 실시예에 적용되는 것도 바람직하다. 이런 방법에서, 선택적 광원은 각각에 가장 유용하게 사용될 수 있다. 즉, 제1 실시예의 반사성은 밝은 주변광에서 최적으로 사용되고, 위 실시예의 투과성은 어두운 환경에서 적절하다. 이 결과를 완성하기 위해서는 반사층(68,70)은 광원(72,74)으로부터 광을 통과시킬 수 있도록 반투과성(transflective)이어야 한다. 특히, 상부 광원(72)은 상부 반사층(68)에 결합되고, 하부 광원(74)은 하부 반사층(70)에 결합되는데, 반사층(68,70)이 패널 및 그들의 결합된 광원(72,74)들 사이에 삽입된다. 반사층이 실제로 반투과성이므로, 광원은 그들의 결합된 반사층을 통해서 패널에 역광 조명을 제공한다.

반투과기는 주변광을 반사시키고, 광원으로부터 광을 투과시킨다. 그러나, 반사율은 투과성을 추가하면 필연적으로 감소된다. 유사하게, 투과성은 증가된 반사율에 의해 감소된다. 예를 들어, 반투과기는 각 모드에서 가시광의 비율이 감소되도록 광원으로부터 50%의 광을 투과시킬 수 있고, 주변광의 50%를 반사할 수 있다. 그러므로, 반사층(68,70)은 제1면(60)으로부터 제2면 상(64)의 반사층(68)으로 패널(50)의 상부(62)를 통과하는 광은 제1면(60)으로 역반사되고, 제2면(64)으로부터 제1면(60) 상의 반사층(70)으로 패널(50)의 하부(66)를 통과하는 광은 제2면(64)으로 역반사되도록 패널(50)에 광학적으로 결합되는 홀로그래픽 소자가 바람직하다.

특히, 반사 홀로그래픽 소자는 양호한 가시각을 구성하는 우선축에 대해 제한된 반사 패턴으로 광을 다른 방향으로 돌리고, 종래 기술에서 알려진 바와 같이, 이에 따라 반사된 광의 양이 증가한다. 또한, 홀로그래픽 소자는 반사 또는 투과 동작 모드를 더 강화하도록 구동 회로에 의해서 전기적으로 스위치될 수 있다. 또한, 물질층이 광원에 의해 생성된 주파수의 스팩트럼만을 통과시키도록 선택되도록, 추가적 물질층을 광원과 그들의 결합된 반사기들 사이에 삽입할 수 있고, 이에 따라 디스플레이에 가장 적절한 컬러를 제공할 수 있다. 적합한 홀로그래픽 물질 및 그것의 적용은 Chen 등의 미국 특허 제5,663,816호에 기술되어 있고, 참조 번호와 함께 본 명세서에 제시된다.

양호한 실시예에서, 광벽(light barrier)(80)은 패널(50) 주변에, 디스플레이(12)의 상위 및 하부(62,66)을 광학적으로 분리하도록 패널(50)과 하우징(14) 사이에 배치된다. 필수 요건은 아니지만, 광벽은 LCD 패널 내부 및 패널의 상위 및 하부 사이의 산란광(stray light)을 흡수하도록 한다. 또한, 반사광으로부터 더욱 분리시키고, 하우징에서 디스플레이의 장착에 기계적 강도를 더 제공하기 위해서 디스플레이와 하우징 사이에 광벽를 설치하는 것이 바람직하다.

동작시, 프로세서(82)는 구동 회로(52)와 결합되고, 프로세서(82)는 통신 장치(10)의 동작에 대한 사용자 인터페이스 정보를 제공하기 위해서 구동 회로(52)를 통해서 디스플레이(12)에 직접 결합된다. 프로세서는 통신 장치(10)에 공유되고 여기에 무선 전화기 동작을 제공하는 것이 바람직하다. 프로세서(82)는 하우징(14)의 제2 뷰포트(18)를 통해서 날짜, 시간, 호출자(caller) ID 전화 번호로 구성되는 그룹의 적어도 하나를 포함하는 영숫자 정보를 제공하기 위해서 디스플레이(12)의 하부(66)를 구동시킨다. 양호하게, 디스플레이의 하부(66)를 구동시켜, 프로세서(82)는 사용자의 선호에 따라 두 방향 중 하나로 영숫자 정보를 표시한다. 예를 들어, 도 3에서 나타낸 것처럼, 호출자 ID 번호가 디스플레이에서 오른쪽 상부에서 읽을 수 있는 숫자로 표시될 수 있거나(즉, 숫자 디짓(digits)의 상부는 통신 장치의 힌지(hinge)에 가장 가깝다), 호출자 ID 번호는 통신 장치의 힌지(hinge)에 가장 가까운 숫자 디짓(digits)의 하부에 표시될 수 있다. 전자에 있어서, 호출자 ID 번호는 통신 장치를 손에 들었을 때 가장 쉽게 읽혀진다. 후자에 있어서, 호출자 ID 번호는 통신 장치가 사용자의 벨트 또는 홀스터에 있을 때, 빨리 위에서 내려다 볼 수 있다. 프로세서(82)는 통신 장치(10)의 동작 상태를 나타내는 그래픽 또는 문자 숫자식의 정보를 제공하기 위해서 디스플레이(12)의 상부(62)를 구동시킨다.

전술한 모든 실시예에서, 구동 회로(52) 및 프로세서(82)를 제외하고, 도 5에 도시된 것과 같은 구조는 집적된 구조를 형성하기 위해서 패널(50)에 적층되는 것이 바람직하다.

본 발명은 많은 이점들을 제공한다. 첫째, 양면 디스플레이는 크기, 무게, 비용을 절감할 수 있는 하나의 LCD 패널만을 필요로하기 때문에, 두 개의 백투백(back-to-back) 디스플레이를 사용하는 것보다 더 얇다. 둘째로, 전력, 크기, 무게, 비용을 절약할 수 있는 단일의 구동 회로만이 필요하다. 셋째로, 백투백 디스플레이는 광이 광원으로부터 다른 디스플레이로 빠져나가는 것을 막기 위해 몇가지 형태의 광벽이 삽입되어야만 하는 반면에, 다른 크기의 디스플레이들이 사용될 수 있다.

본 명세서에서 사용된 어구 및 용어는 설명을 위한 것이며 여기에 제한되는 것은 아니다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구항의 범위 내에서 모든 변형, 응용, 동등, 변용들을 포함한다.

본 발명은 크기, 무게, 비용을 절약하기 위해서 단일 LCD 패널을 사용하는 양면 디스플레이 및 단일 구동 회로를 제공하는 이점이 있다. 또한, 여러 가지 다른 크기의 디스플레이가 사용될 수 있는 효과가 있다.

Claims

양면 액정 디스플레이(12)를 갖는 통신 장치(10)에 있어서,

상기 디스플레이(12)를 홀딩하기 위한 하우징(14) - 상기 하우징은 제1 뷰포트(18)가 있는 제1면(60) 및 제2 뷰포트(22)가 있는 제 2면(64)을 구비함 - ;

구동 회로(52)를 구비한 액정 패널(50) - 상기 패널은 상기 제1 뷰포트(18)로부터 상기 디스플레이(12)의 상부(62)를 보기 위한 제1면(60) 및 상기 제2 뷰포트(22)로부터 상기 디스플레이(12) 하부(66)를 보기 위한 제 2면(64)을 구비함 -;

상기 패널(50)의 상기 제2면(64) 상에서 상기 패널(50)의 상기 상부(62)에 배치된 상부 반사층(68), 및 상기 패널(50)의 상기 제1면(60) 상에서 상기 패널(50)의 상기 하부(66)에 배치된 하부 반사층(70) - 상기 반사층(68, 70)은 상기 패널에 광학적으로 결합된 홀로그래픽 소자이고, 상기 패널의 상부(62)를 통하여 제1면(60)으로부터 제2면(64) 상의 반사층(68)으로 전달되는 광은 제1면으로 다시 반사되고, 상기 패널의 하부(66)를 통하여 제2면(64)으로부터 제1면(60) 상의 반사층(70)으로 전달되는 광은 제2면으로 다시 반사됨-; 및

상기 구동 회로(52)에 결합된 프로세서(82) - 상기 프로세서는 상기 통신 장치(10)를 동작시키기 위한 사용자 인터페이스 정보를 제공하도록 상기 구동 회로를 통해서 상기 디스플레이(12)에 지시함 -

를 포함하는 통신 장치(10).
제1항에 있어서, 상기 반사층(68,70)은 반투과형이고, 상기 상부 반사층(68)에 결합된 상부 광원(72) 및 상기 하부 반사층(70)에 결합된 하부 광원(74)을 더 포함하며, 상기 반사층은 상기 패널(50)과, 관련 광원들 사이에 끼워지고, 상기 광원들은 관련 반사층을 통해서 상기 패널로 역광 조명(backlighting)을 제공하는 통신 장치.
제2항에 있어서, 광원(72,74)은 전계 발광 패널이고, 상기 반사층(68,70) 및 전계 발광 패널은 관련 뷰포트를 충분히 채울 수 있는 크기의 상부 및 하부 디스플레이 영역을 제공하는 통신 장치.
삭제
제1항에 있어서, 상기 디스플레이(12)의 상기 상부 및 하부(62,66)를 광학적으로 분리하기 위해, 상기 패널(50) 주변 및 상기 패널과 상기 하우징(14) 사이에 배치된 광벽(light barrier)(80)을 더 포함하는 통신 장치.
제5항에 있어서, 상기 광벽(80)이 상기 패널(50) 내에서 상기 패널(50)의 상기 상부 및 하부 사이의 산란광(stray light)을 흡수하는 통신 장치.
제1항에 있어서, 상기 하우징(14)의 상기 뷰포트(18,22)는 실질적으로 투명한 렌즈(24)로 덮인 통신 장치.
제1항에 있어서, 상기 하우징(14)은 상기 통신 장치의 가동 부분을 포함하며, 상기 하우징이 상기 제1 뷰포트(18)를 덮도록 상기 통신 장치(10)에 대해서 닫혀있을 때, 상기 제2 뷰포트(22)가 보이는 통신 장치.
제1항에 있어서, 상기 프로세서(82)는 상기 하우징(14)의 상기 제2 뷰포트(18)를 통해서, 날짜, 시간, 및 호출자 ID 전화 번호를 포함하는 그룹 중 적어도 하나를 포함하는 영숫자(alphanumeric) 정보를 제공하기 위해서 디스플레이(12)의 상기 하부(66)를 구동시키는 통신 장치.
제9항에 있어서, 상기 프로세서(82)는 사용자의 선호에 따라 두가지 방향 중 하나의 방향으로 상기 영숫자 정보를 표시하도록 상기 디스플레이(12)의 상기 하부(66)를 구동시키는 통신 장치.