KR101698454B1 - 광원 어셈블리 및 그를 포함하는 터치 스크린 장치 - Google Patents

광원 어셈블리 및 그를 포함하는 터치 스크린 장치 Download PDF

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Abstract

광원 어셈블리 및 그를 포함하는 터치 스크린 장치가 제공된다. 광원 어셈블리는 제1 파장범위의 광을 방출하는 복수의 제1 광원, 제1 파장범위와 적어도 부분적으로 상이한 제2 파장범위의 광을 방출하는 복수의 제2 광원, 및 복수의 제1 광원과 복수의 제2 광원의 방출광이 입사되는 광학 부재를 포함하되, 일방향을 따라 배열된 복수의 제2 광원간 평균 피치는 일방향을 따라 배열된 복수의 제1 광원간 평균 피치보다 크고, 광학 부재에 대한 제1 광의 반사율보다 제2 광의 반사율이 더 크다.

Description

광원 어셈블리 및 그를 포함하는 터치 스크린 장치{Optical source assembly and touch screen device having the same}
본 발명은 광원 어셈블리 및 그를 포함하는 터치 스크린 장치에 관한 것이다.
현대 사회가 고도로 정보화 되어감에 따라 표시 장치는 대형화 및 박형화에 대한 시장의 요구에 직면하고 있으며, 종래의 CRT 장치로는 이러한 요구를 충분히 만족시키지 못함에 따라 PDP(Plasma Display Panel) 장치, PALC(Plasma Address Liquid Crystal display panel) 장치, LCD(Liquid Crystal Display) 장치, OLED(Organic Light Emitting Diode) 장치 등으로 대표되는 평판 표시 장치에 대한 수요가 폭발적으로 늘어나고 있다.
최근의 표시 장치는 영상을 표시하는 기능뿐만 아니라 외부 정보를 입력 받는 인식 기능을 포함하는 형태로 발전되고 있다. 이와 같은 표시 장치로서 터치 스크린 장치가 있다.
터치 스크린 장치란 키보드와 마우스를 대체하는 최첨단 입력 장치로써 터치 스크린을 표시 패널 상에 장착한 후 표시 패널 상에 직접 손으로 터치하여 원하는 작업을 수행하므로 GUI(Graphic User Interface) 환경(윈도우 운영체제)하에서 직관적인 업무 수행이 가능한 이상적인 장치로써, 컴퓨터 기반 훈련 및 시뮬레이션 응용 분야, 사무 자동화 응용 분야, 교육 응용 분야 및 게임 응용 분야 등에서 널리 사용될 수 있다.
다만, 터치 스크린 표시 장치는 터치 패널 면에 가해진 압력을 인식하는 방식으로 기계적인 작용을 필요로 하여 신뢰성 및 정밀도가 떨어지는 경우가 있다.
이에 따라 표시 패널 상에 위치하는 화상 자체를 인식하는 기술이 필요하게 되었으며, 특히 표시 장치와 같이 표시 패널의 양면에 편광판이 형성된 경우에도 영상이 인식될 수 있는 장치가 필요하게 됨에 따라 적외선 광원을 사용하게 되었다.
다만, 적외선 광원과 가시광선 광원을 동시에 사용하는 경우, 광원을 효율적으로 사용하기 위해서는 적외선과 가시광선을 각각 제어할 수 있는 구조가 요구된다.
이에, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 적외선 광원의 수를 최소화하면서도 균일한 적외선 광을 제공할 수 있는 광원 어셈블리를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 상기한 바와 같은 광원 어셈블리를 포함하는 터치 스크린 장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 광원 어셈블리는 제1 파장범위의 광을 방출하는 복수의 제1 광원, 상기 제1 파장범위와 적어도 부분적으로 상이한 제2 파장범위의 광을 방출하는 복수의 제2 광원, 및 상기 복수의 제1 광원과 상기 복수의 제2 광원의 방출광이 입사되는 광학 부재를 포함하되, 일방향을 따라 배열된 상기 복수의 제2 광원간 평균 피치는 상기 일방향을 따라 배열된 상기 복수의 제1 광원간 평균 피치보다 크고, 상기 광학 부재에 대한 상기 제1 광의 반사율보다 상기 제2 광의 반사율이 더 크다.
상기 다른 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 장치는 광원 어셈블리로서, 제1 파장범위의 광을 방출하는 복수의 제1 광원, 상기 제1 파장범위와 적어도 부분적으로 상이한 제2 파장범위의 광을 방출하는 복수의 제2 광원, 및 상기 복수의 제1 광원과 상기 복수의 제2 광원의 방출광이 입사되는 광학 부재를 포함하되, 일방향을 따라 배열된 상기 복수의 제2 광원간 평균 피치는 상기 일방향을 따라 배열된 상기 복수의 제1 광원간 평균 피치보다 크고, 상기 광학 부재에 대한 상기 제1 광의 반사율보다 상기 제2 광의 반사율이 더 큰 광원 어셈블리, 및 상기 광원 어셈블리로부터 광을 제공받는 터치스크린 패널을 포함한다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광원 어셈블리의 개략도이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 복수의 제1 광원 및 복수의 제2 광원의 형상 및 배치를 나타낸 평면도들이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 부재의 단면도이다.
도 6은 재료의 연신비에 따른 굴절률의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 7은 파장에 따른 광학 부재의 투과율을 나타내는 그래프이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 광학 부재의 단면도들이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 광학 부재의 단면도들이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 장치의 개략적인 구성도이다.
도 13은 도 12의 터치 스크린 패널의 예시적인 단면도이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예들에 따른 터치 스크린 패널의 단면도이다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 터치 스크린 패널의 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광원 어셈블리의 개략도이다.
도 1을 참조하면, 광원 어셈블리(10)는 복수의 제1 광원(71), 복수의 제2 광원(72) 및 광학 부재(60)를 포함한다.
복수의 제1 광원(71)은 제1 파장 범위에 있는 제1 광을 방출한다. 복수의 제2 광원(72)은 제1 파장 범위와 적어도 부분적으로 상이한 제2 파장 범위에 있는 제2 광을 방출한다.
여기서, 특정 파장 범위의 광을 방출한다는 의미는 대체로 광 스펙트럼상 주도적인 피크를 나타내는 파장의 광을 방출한다는 의미로 해석될 수 있다. 즉, 가시광의 파장 범위의 광을 배출한다고 하여, 소량의 자외선 또는 적외선 등 가시광 파장 범위를 벗어나는 광의 배출이 전혀 없음을 의미하는 것은 아님이 이해되어야 한다.
몇몇 실시예에서, 제2 파장 범위는 제1 파장 범위보다 클 수 있다. 예를 들어, 제1 파장 범위는 가시광의 파장 범위 또는 그 내에 있고, 제2 파장 범위는 적외선의 파장 범위 또는 그 내에 있을 수 있다.
복수의 제1 광원(71)은 제1 파장 범위의 제1 광을 방출하지만, 이것이 모든 제1 광원(71)이 동일한 파장 범위의 광을 방출한다는 한정적인 의미로 해석되어서는 안된다. 예를 들어, 제1 파장 범위가 400 내지 700nm라고 가정할 때, 모든 제1 광원(71)이 400 내지 700nm의 파장 범위의 광을 방출할 수도 있지만, 몇몇 일부의 제1 광원(71)들은 400 내지 600nm의 파장 범위의 광을 방출하는 반면, 다른 일부의 제1 광원(71)들은 500 내지 700nm의 파장 범위의 광을 방출할 수도 있다. 또, 모든 제1 광원(71)들의 파장 범위들이 400 내지 700nm를 전부 커버할 필요는 없고, 일부 제1 광원(71)들은 400 내지 450nm, 다른 일부 제1 광원(71)들은 520 내지 570nm, 또 다른 일부 제1 광원(71)들은 650 내지 700nm의 파장 범위를 가지는 경우처럼, 방출 파장 범위로 정의된 400 내지 700nm 중 특정 파장대(즉, 450-520nm, 570-650nm)가 방출되지 않는 경우라고 하더라도, 제1 광원(71)들의 방출 파장이 400 내지 700nm의 범위 내에 있다면 제1 광원(71)의 제1 파장 범위는 400 내지 700nm에 있다고 해석될 수 있다. 복수의 제2 광원(72)에 대해서도 복수의 제1 광원에서와 동일한 해석이 적용될 수 있음은 물론이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 복수의 제1 광원 및 복수의 제2 광원의 형상 및 배치를 나타낸 평면도들이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 복수의 제1 광원(71) 및 복수의 제2 광원(72)은 각각 점광원일 수 있다. 적용가능한 점광원으로 LED 광원이 예시될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제1 광원은 가시광 파장 범위의 제1 광을 방출하는 가시광 LED 광원이고, 제2 광원은 적외선 파장 범위의 제2 광을 방출하는 적외선 LED 광원일 수 있다.
도 2는 점광원인 제1 광원(71) 및 제2 광원(72)이 2차원적으로 배치된 예이다. 2차원적으로 배치된 점광원들(71, 72)은 이에 제한되는 것은 아니지만, 직하형 타입의 광원 어셈블리로 적용될 수 있다.
도 2에서, 제1 광원 및 제2 광원은 제1 방향(X) 및 제1 방향(X)에 수직한 제2 방향(Y)을 따라 분산 배열된다. 제1 방향(X)으로의 복수의 제1 광원(71)의 평균 피치(p11)는 제1 방향(X)으로의 복수의 제2 광원(72)의 평균 피치(p21)보다 작다. 여기서, 평균 피치란 예컨대, 제1 방향(X)을 따라서 하나의 제1 광원(71)과 이웃하는 다른 제1 광원(71)간의 중심거리들의 평균을 의미할 수 있다. 복수의 제1 광원(71) 및 복수의 제2 광원(72)이 제1 방향(X)을 따라 각각 실질적으로 동일한 영역 내에서 고르게 분산 배치되었다고 가정할 때, 제1 방향(X)으로의 제2 광원(72)의 평균 피치(p21)가 제1 광원(71)의 평균 피치(p11)보다 크다는 것은 제1 방향(X)을 따라서 제1 광원(71)의 수가 제2 광원(72)의 수보다 더 많이 배치되었음을 의미한다.
마찬가지로, 제2 방향(Y)으로의 복수의 제1 광원(71)의 평균 피치(p12)는 제2 방향(Y)으로의 복수의 제2 광원(72)의 평균 피치(p22)보다 작다.
예를 들어, 제1 방향(X) 또는 제2 방향(Y)으로의 제1 광원(71)의 평균 피치(p11, p12)는 제2 광원(72)의 평균 피치(p21, p22)의 1.2배 내지 3배일 수 있다. 그러나, 이에 제한되는 것은 아니며, 평균 비치의 비가 상기 수치 범위보다 상이할 수도 있고, 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y) 중 어느 하나의 방향으로는 제2 광원(72)의 평균 피치(p21, p22)가 제1 광원(71)의 평균 피치(p11, p12)보다 작거나 같을 수도 있다.
예시적인 실시예인 도 2에서, 제1 광원(71)이 바둑판 형상으로 배열되고, 제1 방향(X)으로의 평균 피치(p11) 및 제2 방향(Y)으로의 평균 피치(p12)가 실질적으로 동일한 경우가 도시된다. 한편, 제2 광원(72)의 경우는 행별로 엇갈린 배열, 다시 말하면, 특정 행 다음 행의 제2 광원(72)들이 특정 행의 제2 광원(72)들 사이에 배치된 배열을 가지며, 제1 방향(X)으로의 평균 피치(p21)가 제2 방향(Y)으로의 평균 피치(p22)보다 작다.
도 2의 광원들(71, 72)이 40인치의 액정 표시 장치에 적용되는 경우, 제1 광원(71)의 제1 방향(X)으로의 평균 피치(p11)는 약 27.25mm이고, 제2 방향(Y)으로의 평균 피치(p12)는 약 27.15mm일 수 있다. 또, 제2 광원(72)의 제1 방향(X)으로의 평균 피치는 약 40.88mm이고, 제2 방향(Y)으로의 평균 피치(p22)는 약 54.2mm일 수 있다. 이러한 구체적인 배열 패턴 및 피치 등은 필요에 따라 다양하게 변형될 수 있다.
도 3은 점광원인 제1 광원(71) 및 제2 광원(72)이 선형으로 배치된 예이다. 도 3은 도 2의 제1 방향 또는 제2 방향 중 어느 하나의 방향으로 배열된 경우이다. 따라서, 복수의 제1 광원(71)의 평균 피치(p1)는 복수의 제2 광원(72)의 평균 피치(p2)보다 작음이 이해될 수 있을 것이다. 도 3처럼 선형 배치된 점광원(71, 72)들은 에지형 타입의 광원 어셈블리로 적용될 수 있다.
도 4는 제1 광원(71a) 및 제2 광원(72a)이 선광원인 경우를 예시한다. 복수의 제1 광원(71a) 및 제2 광원(72a)의 평균 피치(p1a, p2a)는 도 2의 특정 방향에 대한 광원들의 평균 피치와 유사하다. 즉, 복수의 제1 광원(71a)의 평균 피치(p1a)는 복수의 제2 광원(72a)의 평균 피치(p2a)보다 작다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들은 복수의 제1 광원의 평균 피치가 복수의 제2 광원의 평균 피치보다 작은 경우를 포함한다. 광원의 피치는 대체로 광원의 간격에 비례하며, 그에 따라 휘부 및 암부의 발생 정도를 결정한다. 광원이 배치된 영역은 휘부로 시인되고, 광원이 배치되지 않은 영역은 상대적으로 암부로 시인되므로, 광원의 피치가 클수록 휘부 및 암부의 구별이 더 심해진다. 따라서, 제1 광원들에 비해 제2 광원들이 상대적으로 더 극단적인 휘부 및 암부의 구별이 발생할 것임을 알 수 있다. 암부가 더 낮은 휘도를 갖고, 그 범위가 넓으며, 휘부와 더 뚜렷하게 구분될수록 광의 균일화에 불리하다. 균일한 면광원을 얻기 위해 확산판이나 확산시트 등의 확산 부재를 사용할 수 있지만, 더 많이 확산하여야 하므로 확산 부재의 비용이 상승할 뿐만 아니라, 휘도 측면에서 어느 정도의 희생을 감수하여야 한다.
한편, 휘부 및 암부의 구별을 최소화하기 위해 광원의 평균 피치를 작게 하는 방안이 고려될 수 있지만, 광원의 피치가 작을수록 광원의 개수가 늘어나므로 비용이 증가할 뿐만 아니라, 소비 전력의 증가가 수반된다. 따라서, 광원의 평균 피치를 무작정 줄일 수만은 없고, 비용이나 소비 전력 등을 고려하여 적절히 설계될 필요가 있다.
다시, 도 1을 참조하면, 복수의 제1 광원(71) 및 제2 광원(72)으로부터 방출된 광의 이동 경로 상에 광학 부재(60)가 배치된다. 광학 부재(60)는 입사된 제1 광 및 제2 광을 적어도 부분적으로 투과시키고, 적어도 부분적으로 반사시킨다. 즉, 광학 부재(60)에 입사된 빛 중 일부는 광학 부재(60)를 투과하지만, 일부는 반사된다. 광학 부재(60)로부터 반사된 빛은 광원(71, 72) 측으로 되돌아온다. 여기에 반사기가 설치되어 있으면, 반사광이 다시 반사되어 광학 부재(60) 측으로 재입사된다. 동일한 작용이 계속해서 반복될 수 있다.
광원(71, 72)에서 방출되어 광학 부재(60)에 직접 입사되어 투과하는 빛은 광원(71, 72)으로부터 직접 기인한 빛이기 때문에 광학 부재(60)의 외측에서 바라볼 때에는 광원(71, 72) 근처에서 발생한 빛으로 인식된다. 그러나, 광원(71, 72)에서 방출된 후 최소 2회의 반사를 거쳐 재입사되어 투과된 빛의 경우에는, 일반적으로 광학 부재(60)의 외측에서 바라볼 때에 해당 광원(71, 72)으로부터 떨어진 곳에서 발생한 빛으로 인식된다. 따라서, 광학 부재(60)에 의한 반사가 많을수록 광원(71, 72)과 이격된 곳에서 발생한 빛으로 시인될 가능성이 높다. 그에 따라 광원(71, 72)이 존재하는 영역의 휘도는 상대적으로 감소하고, 광원(71, 72)으로부터 떨어져 광원(71, 72)이 존재하지 않는 영역의 휘도는 상대적으로 상승하여, 휘부와 암부 간 휘도의 차이가 감소될 수 있다. 이는 곧 광 균일화에 유리함을 의미한다.
상술한 바와 같이, 복수의 제2 광원(72)들은 적어도 일 방향에 대하여 복수의 제1 광원(71)들보다 평균 피치가 커서 그 자체로 휘부 및 암부의 구분이 더 심하므로, 광학 부재(60)에 의한 반사가 많은 것이 바람직하다. 이러한 관점에서, 광학 부재(60)는 그에 대한 제1 광원(71)으로부터 방출된 제1 광의 반사율보다 제2 광원(72)으로부터 방출된 제2 광의 반사율이 더 크도록 설계된다. 제1 광과 제2 광은 파장 범위가 상이하므로, 파장에 따라 서로 상이한 반사율을 구현하는 구조를 채용하면, 위와 같은 기능의 구현이 가능하다. 상기 구조에 관한 구체적인 예가 도 5에 도시되어 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 부재의 단면도이다. 도 5를 참조하면, 광학 부재(60)는 제1 굴절층(62) 및 제2 굴절층(64)을 포함한다. 제1 굴절층(62)은 제1 굴절률을 갖는다. 제2 굴절층(64)은 제1 굴절률보다 큰 제2 굴절률을 갖는다.
제1 굴절층(62)과 제2 굴절층(64)은 상호 교대로 적층되어 있다. 굴절층의 적층 수는 제한이 없고, 다양하게 변형가능하다. 다만, 후술하는 반사 효율을 극대화하기 위한 관점에서 광원(71, 72)으로부터 최초로 빛이 입사되는 층은 상대적으로 고굴절률을 갖는 제2 굴절층(64)인 것이 바람직하다. 즉, 광원(71, 72) 측에서 바라보면 제2 굴절층(64)부터 시작하여 제1 굴절층(62)과 제2 굴절층(64)이 순차적으로 교대 적층되는 구조를 가질 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제1 굴절층(62)과 제2 굴절층(64)의 수는 실질적으로 동일할 수 있다. 도 5는 2개의 제1 굴절층(62) 및 2개의 제2 굴절층(64)이 교대로 적층된 경우를 예시한다. 도 5에서 고굴절률을 갖는 제2 굴절층(64)이 제1 굴절층(62)보다 상대적으로 광원에 가깝게 배치된 것을 확인할 수 있다.
제1 굴절층(62)은 예를 들어, PMMA(polymethylmethacrylate), MS(metha styrene), PS(poly styrene) 중 어느 하나의 물질로 형성될 수 있다. 제2 굴절층(64)은 PEN(polyethylene naphtalate), CO-PEN(copolymer-polyethylene naphtalate), COP(cyclic olefin polymer), PET(polyethylene terephtalate), PC(polycarbonates) 중 어느 하나의 물질로 형성될 수 있다.
제1 굴절층(62) 및 제2 굴절층(64)의 굴절률은 선택되는 물질에 의해서도 결정되지만, 가공 방식에 따라서도 달라질 수 있다. 즉, 굴절층 형성 후 연신, 압출 등의 가공을 수행하면 굴절률이 달라진다. 굴절률이 달라지는 정도는 선택되는 물질에 따라 다르다. 예를 들어, PEN, PET, CO-PEN(copolymer-polyethylene naphtalate), COP(cyclic olefin polymer), PC 같은 물질은 연신 전 고유 복굴절이 양의 성질을 갖는 물질로서, 특정 방향의 연신에 따라 연신 방향으로 굴절률이 커지지만, PS, PMMA 등의 물질은 연신 전 고유 복굴절이 음의 성질을 가지므로, 특정 방향의 연신 가공을 거치면 연신 방향으로 굴절률이 작아진다. 더욱 구체적인 설명을 위해 도 6이 참조된다.
도 6은 재료의 연신비에 따른 굴절률의 변화를 나타내는 그래프이다. 도 6에서, ①은 PEN을 TD(transverse direction) 방향으로 연신하였을 때의 연신율에 따른 굴절률의 변화을 나타낸다. ②는 PS의 일종인 sPS(Syndiotatic PolyStyrene)를 TD 방향으로 연신하였을 때의 연신률에 따른 굴절률의 변화를 나타낸다. 또, ③은 sPS를 MD(mechanical direction) 방향으로 연신하였을 때의 연신률에 따른 굴절률의 변화를 도시하며, ④는 PEN을 MD 방향으로 연신하였을 때의 연신률에 따른 굴절률의 변화를 보여준다. 여기서, MD 방향이란 연신 기계에서 필름이 이송되는 이송 방향이고, TD는 MD에 수직한 방향을 의미한다.
도 6을 참조하면, PEN은 TD 방향으로 연신하였을 때, 굴절률이 급격하게 상승하는 특성이 있는 반면, sPS는 TD 방향으로 연신하였을 때, 굴절률이 오히려 감소하는 특성을 나타냄을 알 수 있다. TD에 수직한 MD 방향으로의 연신률에 대해서는 PEN은 굴절률이 다소 감소하지만, sPS는 굴절률이 오히려 소폭 상승한다.
따라서, 제1 굴절률 및 제2 굴절률을 결정하기 위해서는 이와 같은 물질별, 연신 방향별, 연신률별 특성 등이 고려되는 것이 바람직함을 알 수 있다.
다시 도 5를 참조하면, 광학 부재(60)는 베이스 부재(61)를 더 포함할 수 있다. 베이스 부재(61)는 제3 굴절률을 가질 수 있다. 여기서, 제3 굴절률은 제1 굴절률보다는 크고, 제2 굴절률보다는 작을 수 있다.
베이스 부재(61)는 예를 들어 PET, PC 등의 물질로 이루어질 수 있다. 몇몇 실시예에서, 베이스 부재(61)는 확산시트용 베이스, 확산판용 베이스나 도광판용 베이스일 수 있다. 이 경우, 광학 부재는 확산시트, 확산판 또는 도광판과 일체화될 수도 있음이 이해될 수 있을 것이다.
제1 굴절층(62) 및 제2 굴절층(64)은 베이스 부재(61) 상에 적층된다. 베이스 부재(61) 상에 제1 굴절층(62) 및 제2 굴절층(64)을 적층하는 것은 제1 굴절층(62) 및 제2 굴절층(64)의 교대 적층체를 별도로 제조한 후, 접착제층(63) 등을 이용하여 베이스 부재(61) 상에 접착하는 방식으로 이루어질 수 있다. 다른 예로서, 베이스 부재(61)와 제1 굴절층(62) 및 제2 굴절층(64)의 공압출에 의해 상기 적층이 이루어질 수도 있다. 도 5의 실시예에서, 베이스 부재(61)는 광원(71, 72)으로부터 가장 먼쪽에 배치된다.
교대 배치된 제1 굴절층(62) 및 제2 굴절층(64)의 굴절률의 차이는 각 굴절층(62, 64)의 두께와 함께 광원(71, 72)으로부터 입사된 빛에 대한 간섭 정도를 결정하는 인자가 된다. 빛에 대한 간섭 정도에 따라 반사율이 상이해진다.
도 5와 같은 구조를 갖는 광학 부재(60)에서, 각 굴절층의 굴절률과 두께의 곱인 광학 거리(optical distance)가 입사광의 파장의 홀수배가 될 경우, 광학 부재에 수직으로 입사한 광에 대한 반사율은 다음과 같이 계산될 수 있다.
Figure 112010068385869-pat00001
여기서, Rmax는 수직 입사광에 대한 최대 반사율이고,
ns는 베이스 부재의 굴절률,
nm은 공기의 굴절률,
nA는 제1 굴절층의 굴절률,
nB는 제2 굴절층의 굴절률,
N: 제1 굴절층과 제2 굴절층의 반복 수이다.
구체적인 예를 들어 설명하면, 광원에서 방출되는 빛의 파장(λ)이 850nm이고, 각 굴절층의 광학 거리가 압출시 가능한 두께를 고려하여, λ/4의 9배 정도의 두께로 설정된다. 또, 제1 굴절층은 굴절률이 1.52이고, sPS로 이루어진 것으로 가정된다. 제2 굴절층은 굴절률이 1.85이고, PEN으로 이루어진 것으로 가정된다.
위와 같은 조건에서 아래의 등식이 만족될 수 있다.
9×850nm/4 = nA×dA= nB×dB= 1917nm
위 등식에 의해 제1 굴절층의 두께(dA)는 1.29㎛로, 제2 굴절층의 두께(dB)는 1.15㎛로 설계될 수 있다.
위 결과값에 근거하여 반사율이 결정될 수 있다. 예를 들어 베이스 부재를 굴절률이 1.59인 PC로 형성한 경우, 제1 굴절층 및 제2 굴절층의 반복 적층수에 따른 광학 부재의 굴절률은 상기 수직으로 입사한 광에 대한 반사율에 관한 식을 이용하여 계산될 수 있다. 그 결과가 하기 표에 개시된다. 하기 표에서 2층 구조라고 하면, 제2 굴절층 및 제1 굴절층이 각각 하나씩 적층된 구조를 일컫는다.
2층 구조 4층 구조 6층 구조 8층 구조 10층 구조
반사율 16.3% 30.7% 45.6% 59.1% 70.2%
이와 같은 방법으로, 특정 파장의 빛에 대한 광학 부재의 반사율을 조절할 수 있고, 그에 따라 광 균일도를 개선할 수 있다. 반사율의 조절만으로 완전한 광 균일도를 달성할 수 없는 경우라고 하더라도, 확산판이나 확산 시트 등과 조합하여 광 균일도를 개선할 수 있다면, 반사율 조절에 따른 광 균일도의 개선이 전체 균일도의 관점에서 의미가 있다고 할 수 있다. 광학 부재(60)의 특정 파장의 빛에 대한 반사율, 예컨대 도 1의 실시예의 경우 제2 광에 대한 반사율은 30 내지 75%의 범위일 수 있다. 그러나, 이와 같은 수치는 예시적인 것에 불과하며, 적용되는 소자, 반사율의 조절가능성 등에 따라 변형될 수 있다.
도 7은 파장에 따른 광학 부재의 투과율을 나타내는 그래프이다. 도 7은 위 표에서 예시된 구성성분들을 갖는 광학 부재 중 10층 구조에 대한 파장대별 광 투과율을 도시한다. 도 7을 참조하면, 제1 굴절층과 제2 굴절층의 반복 적층구조를 포함하는 광학 부재는 적외선 영역, 예를 들어, 800~900nm 부근에서 투과율이 30% 정도까지 낮아진다. 다시 말하면, 상기 광학 부재는 800~900nm 영역의 빛을 약 70%까지 반사시킴을 알 수 있다.
다시, 도 1을 참조하면, 광학 부재(60)는 복수의 제1 광원(71) 및 복수의 제2 광원(72)에 대해 이격되어 배치된다. 복수의 제1 광원(71)과 복수의 제2 광원(72)이 예컨대, 수납 용기(70) 내에 배치되는 경우와 같이, 실질적으로 동일한 평면 상에 배치되어 있으면, 광학 부재(60)와 각 제1 광원(71) 및 제2 광원(72)간 이격 거리(w)는 실질적으로 동일하다.
광학 부재(60)와 제1 광원(71) 및 제2 광원(72)간 이격 거리(w)는 광학 부재(60)에 입사하는 제1 광 및 제2 광의 균일도에 영향을 준다. 예를 들어, 광학 부재(60)와 광원들(71, 72)간의 이격 거리(w)가 작으면, 광학 부재(60)에 광원(71, 72)으로부터 직접 입사되는 면적이 줄어들게 된다. 이는 일부분에 집중적인 광이 입사됨을 의미하므로, 광 균일도는 상대적으로 좋지 않게 된다. 따라서, 광원(71, 72)으로부터 광학 부재(60)의 이격 거리(w)가 큰 것이 균일도 측면에서 바람직할 것으로 예상할 수 있지만, 너무 많이 이격되면 휘도 측면에서 불리할 뿐만 아니라, 광원 어셈블리의 전체 두께를 두껍게 하는 결과를 초래하게 된다.
상술한 것처럼, 광균일도는 광원들의 평균 피치 뿐만 아니라, 광학 부재와 광원들간의 이격 거리에도 연관된다. 예를 들어, 광원들이 평균 피치가 크다면, 광균일도 측면에서 취약할 것이므로 광학 부재와 광원들간 이격 거리도 큰 것이 바람직하다. 반대로 광원들이 평균 피치가 작다면 상대적으로 광균일도의 여건이 좋기 때문에, 광학 부재와 광원들간 이격 거리가 작더라도 소정의 광균일도를 나타낼 수 있다. 즉, 광학 부재와 광원들간 이격 거리(w)에 대한 광원들의 평균 피치(p)의 비(p/w)가 광균일도를 결정하는 하나의 인자가 된다. 충분한 균일도를 구현하기 위해 p/w는 작은 것이 바람직하며, 예컨대 1보다 작을 수 있다.
그러나, p/w가 상대적으로 크다(예컨대 p/w가 1 이상이고, 2.5 이하인 경우) 하더라도, 광학 부재가 입사광에 대한 반사율이 높다면 그로 인한 균일도 개선 효과가 인정되므로 p/w값의 증가에 따른 균일도의 감소 분을 상쇄할 수 있다. 예를 들어, 광원 어셈블리의 전체 두께가 고정되어 있어 이격 거리(w)를 조절할 수 없다고 하더라도, 광학 부재의 반사율을 늘리게 되면 상대적으로 더 큰 광원의 평균 피치(p)를 갖더라도 동등한 균일도를 구현할 수 있다. 광원의 평균 피치(p)가 클수록 광학 부재의 반사율도 크게 설계되는 것이 유리하다.
광학 부재(60)가 제2 광에 대해 충분한 반사율을 나타낼 수 있다면, 상대적으로 제2 광원(72)의 평균 피치(p2)도 증가할 수 있다. 제2 광이 휘도보다는 균일도가 더 의미가 있는 경우라면 평균 피치(p2)의 증가에 따른 휘도의 감소 또한 크게 문제되지 않을 것이다. 예를 들어, 제2 광원(72)이 적외선 광원이고, 이로부터 방출되는 적외선 광이 오직 물체를 감지하는 데에 사용되는 것에 불과하다면, 균일도가 보장되는 이상 제2 광원(72)의 평균 피치(p2)를 증가시켜 그 개수를 감소시키는 것이 비용이나 소자 안정성 관점에서 유리하다. 즉, 광학 부재(60)가 제2 광에 대한 충분한 반사율을 갖는다는 것은 제2 광의 균일도 개선 뿐만 아니라, 비용 및 소자 안정성의 개선과도 연계될 수 있다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 광학 부재의 단면도들이다. 도 8의 광학 부재(601)는 베이스 부재(61)와 제1 굴절층(62) 및 제2 굴절층(64)의 적층체의 상대적인 배치가 도 5의 실시예의 반대인 경우의 예이다. 즉, 베이스 부재(61)가 광원(71, 72)에 가장 가깝게 위치하고, 그 위로 제2 굴절층(64) 및 제1 굴절층(62)이 순차적으로 교대 적층된다.
도 9는 베이스 부재(61)를 기준으로 상면 및 하면에 각각 제1 굴절층(62) 및 제2 굴절층(64)의 적층체가 형성된 광학 부재(602) 를 예시한다.
베이스 부재(61) 및 굴절층(62, 64)의 상대적인 위치 관계에 따라 앞서 언급한 반사율이 미세하게 달라질 수 있지만, 도 8 및 도 9의 실시예들은 광 경로를 기준으로 제1 굴절층(62)과 제2 굴절층(64)의 적층 순서가 동일하므로, 실질적인 동작은 유사할 것임을 이해할 수 있을 것이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 광학 부재의 단면도들이다.
도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 광학 부재(603)는 베이스 부재(61)의 이면(굴절층이 적층되는 면의 타면)에 추가적인 광학 기능층으로서 확산층(65)을 더 포함하는 점이 도 5의 실시예와 다르다. 확산층(65)은 내부에 확산입자(651)를 포함하거나 표면에 확산면(652)을 구비할 수 있다. 확산층(65)은 베이스 부재(61)와 일체형으로 형성될 수도 있다. 도 10의 광학 부재(612)는 특정 파장의 광을 적어도 부분적으로 반사함과 동시에 확산 시트 또는 확산판의 기능을 수행할 수 있다.
도 11을 참조하면, 본 실시예에 따른 광학 부재(604)는 베이스 부재(61)의 이면에 추가적인 광학 기능층으로서 프리즘 패턴층(66)을 더 포함하는 점이 도 5의 실시예와 다르다. 프리즘 패턴층(66)은 베이스 부재(61)와 일체형으로 형성될 수도 있다. 도 11의 광학 부재(604)는 특정 파장의 광을 적어도 부분적으로 반사함과 동시에 프리즘 시트의 기능을 수행할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 광원 어셈블리는 균일한 광을 제공하는 조명 장치로서 사용가능하다. 또, 자발광하지 못하는 표시 장치, 예컨대 액정 표시 장치에 백라이트 유닛 또는 프론트 라이트 유닛의 형태로 적용될 수 있다. 더 나아가, 본 발명의 실시예들에 따른 광원 어셈블리는 서로 다른 파장의 광원들을 포함하므로, 화상 구현을 위한 가시광 뿐만 아니라 외부 물체 인식을 위해 적외선 광이 요구되는 터치 스크린 장치에도 적용될 수 있다. 이하에서, 몇가지 적용예가 설명된다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 장치의 개략적인 구성도이다. 도 12를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 장치(100)는 상술한 본 발명의 실시예에 따른 광원 어셈블리(10) 및 그 상부에 배치된 터치 스크린 패널(30)을 포함한다. 본 실시예에 따른 광원 어셈블리(10)는 제1 광원(71)으로서 가시광 파장 범위의 제1 광을 방출하는 가시광 LED가, 제2 광원(72)으로서 적외선 파장 범위의 제2 광을 방출하는 적외선 LED가 채용된 경우를 예시한다.
도 13은 도 12의 터치 스크린 패널의 예시적인 단면도이다. 도 13을 참조하면, 터치 스크린 패널(30)은 제1 표시판(31), 제2 표시판(36) 및 제1 표시판(31)과 제2 표시판(36) 사이에 개재된 액정층(35)을 포함한다.
제1 표시판(31)은 제1 절연 기판(311) 상에 형성된 게이트선(미도시)과 데이터선(미도시)에 의해 정의되는 복수의 화소를 포함할 수 있다. 각 화소는 화소별로 전기적으로 분리된 화소 전극(340)을 포함할 수 있다. 각 화소 전극(340)에는 별도의 스위칭 소자(미도시)가 연결되어 화소 전극별로 서로 다른 데이터 전압이 인가될 수 있다.
제1 절연 기판(311) 상에는 수광 소자(320)가 형성된다. 수광 소자(320)는 각 화소 별로 형성될 수 있으며, 필요에 따라서는 그 수나 밀도가 다양하게 조절될 수 있다.
수광 소자(320)는 특정 파장의 빛을 입력 받아 특정한 신호를 출력하는 소자로서, 광전 변환 소자일 수 있다. 상기 특정 파장의 빛으로는 이에 제한되는 것은 아니지만, 적외선 파장의 빛(예컨대 본 실시예에서의 제2 광)이 예시될 수 있다. 상기 광전 변환 소자로서는, 박막 트랜지스터, 광 다이오드 및 광저항 등이 예시될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 수광 소자는 PN 다이오드, PIN 다이오드 등과 같이 반도체층을 포함하여 형성될 수 있다. 수광 소자(320)에 포함되는 반도체층은 a-Si, p-Si 및 c-Si 등의 물질을 포함하여 이루어질 수 있다. 구체적인 물질로서, a-SiGe:H가 예시될 수 있다.
각 수광 소자(320)에는 신호선(미도시)이 연결되어 수광 소자(320)로부터 발생된 신호를 센싱부(미도시)로 전달한다. 센싱부에서는 각 수광 소자(320)로부터 전달된 신호를 감지하여 외부 물체의 위치, 형상 등을 판별한다.
수광 소자(320)의 하부에는 빛을 차단하는 차광 패턴(330)이 배치될 수 있다. 차광 패턴(330)은 터치 스크린 패널(30)의 하부로부터 입사되는 빛을 차단하는 역할을 한다. 수광 소자(320)는 터치 스크린 패널(30)의 상부로부터 입사되는 빛뿐만 아니라 하부로부터 입사되는 빛을 함께 인식할 수 있다. 물체 인식을 위해 필요한 빛은 터치 스크린 패널(30)의 상부로부터 입사된 빛이며, 하부로부터 입사된 빛은 노이즈로 작용할 수 있다. 따라서, 수광 소자(320)의 하부에 차광 패턴(330)이 배치됨으로써, 하부로부터 입사되는 빛을 차단하여 노이즈를 방지한다. 상기 관점에서 차광 패턴(330)은 수광 소자(320)를 완전히 오버랩할 수 있는 크기로 형성할 수 있다. 하부로부터 경사져 입사되는 광까지 차단하기 위하여 차광 패턴(330)의 넓이가 수광 소자(320)보다 넓게 설계될 수 있다. 차광 패턴(330)은 특정 파장의 빛을 차단할 수 있는 물질이라면 어떠한 물질로 형성하더라도 무방하지만, 예를 들어 게이트선과 동일한 물질로 동시에 형성하게 되면, 별도의 마스크 공정이 불필요하기 때문에 공정 효율이 개선될 수 있다.
도시하지는 않았지만, 수광 소자(320)의 상부에는 광필터가 형성될 수 있다. 광필터는 특정 파장 영역의 빛만을 선택적으로 투과시키는 역할을 한다. 예컨대, 터치 스크린 패널(30)의 상부로부터 입사되는 빛 중 물체에 반사된 적외선 광만을 입사할 수 있도록 다른 파장의 빛을 차단하는 광필터를 채용하면 물체 인식의 신뢰도가 개선될 수 있다.
제2 표시판(36)은 제2 절연 기판(361)을 포함한다. 도시하지는 않았지만, 제2 절연 기판(361) 상에는 공통 전극, 컬러 필터, 및/또는 블랙 매트릭스 등이 구비될 수 있다.
제1 표시판(31) 및 제2 표시판(36)은 각각 외측에 부착된 제1 편광판(312) 및 제2 편광판(362)을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에 따른 터치 스크린 장치는 터치 스크린 패널의 상부에 터치 기판(미도시)을 더 포함할 수 있다. 터치 기판은 유리나 플리스틱 기판 등으로 이루어질 수 있다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 광원 어셈블리(10)의 제1 광원(71)로부터 터치 스크린 패널(30)로 입사된 제1 광은 제1 편광판(312), 액정층(35), 컬러 필터, 제2 편광판(362) 등을 거치면서 소정의 화상으로 디스플레이 된다. 광원 어셈블리(10)의 제2 광원(72)으로부터 터치 스크린 패널(30)에 입사된 제2 광은 터치 스크린 패널(30)을 그대로 투과하고, 터치 기판 상에 외부 물체가 있는 경우 그에 반사되어 수광 소자(320)로 입사된다. 수광 소자(320)는 상술한 것처럼 광전 변환 소자를 구비하고 있어, 입사된 반사광에 반응하여 소정의 신호를 발생시키고, 이 신호는 센싱부에 전달되어 물체의 위치 및 형상 등이 판별된다.
한편, 제2 광이 오직 물체의 위치 및/또는 형상의 인식에 사용될 뿐이라면, 수광 소자에 입사되는 제2 광의 반사광은 오직 외부 물체의 유무를 표상하는 것에 불과하므로, 그 휘도는 특정 문턱 미만인지 아니면 이를 초과하는지 정도의 의미밖에 없다. 즉, 수광 소자(320)에 입사되는 광의 휘도는 디지털 신호로서 분석될 뿐이고, 아날로그 신호와 같이 미세하게 조절될 필요는 없다. 따라서, 정확한 물체 인식을 위해서는 입사되는 휘도의 크기보다 오히려 각 화소별 휘도의 균일도가 더 중요하게 제어될 필요가 있다. 이러한 관점에서, 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 광원 어셈블리(10)는 제2 광원(72)간 평균 피치(p2)를 크게 하더라도 제2 광의 균일도를 증가시킬 수 있으므로, 비록 제2 광원(72)간 평균 피치(p2)의 증가로 인해 평균 휘도가 다소 떨어지더라도 균일도 개선에 의한 물체 인식의 신뢰도는 오히려 더 증가할 수 있다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예들에 따른 터치 스크린 패널의 단면도이다. 본 실시예에 따른 터치 스크린 패널(301)은 수광 소자(320)가 제2 표시판(36)에 구비된 것이 도 13과 상이하다. 수광 소자(320)는 제2 절연 기판(361) 상에 형성된다. 수광 소자(320)가 제2 표시판(36)에 형성되어 있으므로, 수광 신호로부터 발생된 신호를 센싱부(미도시)로 전달하는 신호선도 당연히 제2 표시판(36)에 구비된다. 차광 패턴(330)은 수광 소자(320)의 아래쪽에 배치된다. 본 실시예에서는 차광 패턴(330)이 수광 소자(320)와 함께 제2 표시판(36)에 형성된 경우가 도시되었지만, 차광 패턴(330)은 제1 표시판(310)에 형성될 수도 있다.
도 14의 터치 스크린 패널은 도 13의 실시예에 비해 수광 소자(310)가 상대적으로 더 외부 물체에 가깝게 위치한다. 따라서, 외부 물체 인식의 정확도 측면에서는 더 유리할 것임이 이해될 수 있다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 터치 스크린 패널의 단면도이다. 본 실시예에 따른 터치 스크린 패널(302)은 수광 소자(320)가 터치 기판(37)에 구비된 것이 도 13 및 도 14의 실시예와 상이하다.
터치 기판(37)은 제3 절연 기판(371)을 포함한다. 수광 소자(320)는 제3 절연 기판(371) 상에 형성된다. 수광 소자(320)가 터치 기판(37)에 형성되어 있으므로, 수광 신호로부터 발생된 신호를 센싱부(미도시)로 전달하는 신호선도 당연히 터치 기판(37)에 구비된다. 차광 패턴(330)은 수광 소자(320)의 아래쪽에 배치된다. 본 실시예에서는 차광 패턴(330)이 수광 소자(320)와 함께 터치 기판(37)에 형성된 경우가 도시되었지만, 차광 패턴(330)은 제2 표시판(36) 또는 제1 표시판(31)에 형성될 수도 있다.
도 15의 터치 스크린 패널(302)은 도 13 및 도 14의 실시예에 비해 수광 소자(320)가 상대적으로 더 외부 물체에 가깝게 위치한다. 따라서, 외부 물체 인식의 정확도 측면에서는 더 유리할 것임이 이해될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 광원 어셈블리
60: 광학 부재
71: 제1 광원
72: 제2 광원
70: 수납 용기

Claims (21)

  1. 제1 파장범위의 광을 방출하는 복수의 제1 광원;
    상기 제1 파장범위와 적어도 부분적으로 상이한 제2 파장범위의 광을 방출하는 복수의 제2 광원; 및
    상기 복수의 제1 광원과 상기 복수의 제2 광원의 방출광이 입사되는 광학 부재를 포함하되,
    일방향을 따라 배열된 상기 복수의 제2 광원간 평균 피치는 상기 일방향을 따라 배열된 상기 복수의 제1 광원간 평균 피치보다 크고,
    상기 광학 부재에 대한 상기 제1 파장범위의 광의 반사율보다 상기 제2 파장범위의 광의 반사율이 더 크고,
    상기 제1 광원 및 상기 제2 광원은 실질적으로 동일 평면 상에 배치되고, 상기 광학부재는 상기 제1 광원 및 상기 제2 광원 상에 배치되고,
    상기 제1 광원과 상기 광학 부재의 이격거리에 대한 상기 복수의 제1 광원간 평균 피치의 비는 1보다 작고,
    상기 제2 광원과 상기 광학 부재의 이격거리에 대한 상기 복수의 제2 광원간 평균 피치의 비는 1보다 큰 광원 어셈블리.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 제1 광원 간 평균 피치는 상기 복수의 제2 광원 간 평균 피치의 1.2배 내지 3배인 광원 어셈블리.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 파장 범위는 가시광 파장 범위를 포함하고, 상기 제2 파장 범위는 적외선 파장 범위를 포함하는 광원 어셈블리.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 광학부재의 상기 제2 광원으로부터 방출된 상기 제2 파장범위의 광에 대한 반사율은 30~75%인 광원 어셈블리.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 제1 광원 및 상기 복수의 제2 광원은 각각 점광원인 광원 어셈블리.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 광학부재는 상호 교대 적층된 제1 굴절층 및 제2 굴절층을 포함하되,
    상기 제1 굴절층은 제1 굴절률을 갖고, 상기 제2 굴절층은 상기 제1 굴절률보다 큰 제2 굴절률을 갖는 광원 어셈블리.
  9. 제1 파장범위의 광을 방출하는 복수의 제1 광원;
    상기 제1 파장범위와 적어도 부분적으로 상이한 제2 파장범위의 광을 방출하는 복수의 제2 광원; 및
    상기 복수의 제1 광원과 상기 복수의 제2 광원의 방출광이 입사되는 광학 부재를 포함하되,
    일방향을 따라 배열된 상기 복수의 제2 광원간 평균 피치는 상기 일방향을 따라 배열된 상기 복수의 제1 광원간 평균 피치보다 크고,
    상기 광학 부재에 대한 상기 제1 파장범위의 광의 반사율보다 상기 제2 파장범위의 광의 반사율이 더 크고,
    상기 광학부재는 상호 교대 적층된 제1 굴절층 및 제2 굴절층을 포함하되,
    상기 제1 굴절층은 제1 굴절률을 갖고, 상기 제2 굴절층은 상기 제1 굴절률보다 큰 제2 굴절률을 갖고,
    상기 제1 광원 및 상기 제2 광원으로부터 방출된 광은 상기 제1 굴절층보다 상기 제2 굴절층에 먼저 입사되는 광원 어셈블리.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 굴절층은 PMMA(polymethylmethacrylate), MS(metha styrene), PS(poly styrene) 중 어느 하나의 물질을 포함하고,
    상기 제2 굴절층은 PEN(polyethylene naphtalate), CO-PEN(copolymer-polyethylene naphtalate), COP(cyclic olefin polymer), PET(polyethylene terephtalate), PC(polycarbonates) 중 어느 하나의 물질을 포함하는 광원 어셈블리.
  11. 제1 파장범위의 광을 방출하는 복수의 제1 광원;
    상기 제1 파장범위와 적어도 부분적으로 상이한 제2 파장범위의 광을 방출하는 복수의 제2 광원; 및
    상기 복수의 제1 광원과 상기 복수의 제2 광원의 방출광이 입사되는 광학 부재를 포함하되,
    일방향을 따라 배열된 상기 복수의 제2 광원간 평균 피치는 상기 일방향을 따라 배열된 상기 복수의 제1 광원간 평균 피치보다 크고,
    상기 광학 부재에 대한 상기 제1 파장범위의 광의 반사율보다 상기 제2 파장범위 광의 반사율이 더 크고,
    상기 광학부재는 상호 교대 적층된 제1 굴절층 및 제2 굴절층을 포함하되,
    상기 제1 굴절층은 제1 굴절률을 갖고, 상기 제2 굴절층은 상기 제1 굴절률보다 큰 제2 굴절률을 갖고,
    상기 제1 굴절층 및 제2 굴절층이 적층되는 베이스 부재를 더 포함하되,
    상기 베이스 부재는 이면에 형성된 광학 기능층을 더 포함하는 광원 어셈블리.
  12. 광원 어셈블리로서, 제1 파장범위의 광을 방출하는 복수의 제1 광원,
    상기 제1 파장범위와 적어도 부분적으로 상이한 제2 파장범위의 광을 방출하는 복수의 제2 광원, 및
    상기 복수의 제1 광원의 방출광과 상기 복수의 제2 광원의 방출광이 입사되는 광학 부재를 포함하되,
    일방향을 따라 배열된 상기 복수의 제2 광원간 평균 피치는 상기 일방향을 따라 배열된 상기 복수의 제1 광원간 평균 피치보다 크고,
    상기 광학 부재에 대한 상기 제1 파장범위의 광의 반사율보다 상기 제2 파장범위의 광의 반사율이 더 큰 광원 어셈블리; 및
    상기 광원 어셈블리로부터 광을 제공받는 터치스크린 패널을 포함하고,
    상기 제1 광원 및 상기 제2 광원은 실질적으로 동일 평면 상에 배치되고, 상기 광학부재는 상기 제1 광원 및 상기 제2 광원 상에 배치되며,
    상기 제1 광원과 상기 광학 부재의 이격거리에 대한 상기 복수의 제1 광원간 평균 피치의 비는 1보다 작고,
    상기 제2 광원과 상기 광학 부재의 이격거리에 대한 상기 복수의 제2 광원간 평균 피치의 비는 1보다 큰 터치 스크린 장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 복수의 제1 광원 간 평균 피치는 상기 복수의 제2 광원 간 평균 피치의 1.2배 내지 3배인 터치 스크린 장치.
  14. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 파장 범위는 가시광 파장 범위를 포함하고, 상기 제2 파장 범위는 적외선 파장 범위를 포함하는 터치 스크린 장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 광학부재의 상기 제2 광원으로부터 방출된 상기 제2 파장범위의 광에 대한 반사율은 30~75%인 터치 스크린 장치.
  16. 제12 항에 있어서,
    상기 복수의 제1 광원 및 상기 복수의 제2 광원은 각각 점광원인 터치 스크린 장치.
  17. 제12 항에 있어서,
    상기 광학부재는 상호 교대 적층된 제1 굴절층 및 제2 굴절층을 포함하되,
    상기 제1 굴절층은 제1 굴절률을 갖고, 상기 제2 굴절층은 상기 제1 굴절률보다 큰 제2 굴절률을 갖는 터치 스크린 장치.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 제1 굴절층은 PMMA(polymethylmethacrylate), MS(metha styrene), PS(poly styrene) 중 어느 하나의 물질을 포함하고,
    상기 제2 굴절층은 PEN(polyethylene naphtalate), CO-PEN(copolymer-polyethylene naphtalate), COP(cyclic olefin polymer), PET(polyethylene terephtalate), PC(polycarbonates) 중 어느 하나의 물질을 포함하는 터치 스크린 장치.
  19. 광원 어셈블리로서, 제1 파장범위의 광을 방출하는 복수의 제1 광원,
    상기 제1 파장범위와 적어도 부분적으로 상이한 제2 파장범위의 광을 방출하는 복수의 제2 광원, 및
    상기 복수의 제1 광원과 상기 복수의 제2 광원의 방출광이 입사되는 광학 부재를 포함하되,
    일방향을 따라 배열된 상기 복수의 제2 광원간 평균 피치는 상기 일방향을 따라 배열된 상기 복수의 제1 광원간 평균 피치보다 크고,
    상기 광학 부재에 대한 상기 제1 파장범위의 광의 반사율보다 상기 제2 파장범위의 광의 반사율이 더 큰 광원 어셈블리; 및
    상기 광원 어셈블리로부터 광을 제공받는 터치스크린 패널을 포함하고,
    상기 광학부재는 상호 교대 적층된 제1 굴절층 및 제2 굴절층을 포함하되,
    상기 제1 굴절층은 제1 굴절률을 갖고, 상기 제2 굴절층은 상기 제1 굴절률보다 큰 제2 굴절률을 갖고,
    상기 광원 어셈블리는 상기 제1 굴절층 및 제2 굴절층이 적층되는 베이스 부재를 더 포함하되,
    상기 베이스 부재는 이면에 형성된 광학 기능층을 더 포함하는 터치 스크린 장치.
  20. 제12 항에 있어서,
    상기 터치 스크린 패널은 수광 소자를 포함하는 터치 스크린 장치.
  21. 제20 항에 있어서,
    상기 터치 스크린 패널은 제1 표시판, 제1 표시판에 대향하는 제2 표시판, 및 제2 표시판 상부에 배치된 터치 기판을 포함하되,
    상기 수광 소자는 상기 제1 표시판, 상기 제2 표시판, 및 상기 터치 기판 중 어느 하나에 배치되는 터치 스크린 장치.
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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI414975B (zh) * 2009-11-26 2013-11-11 Ichia Tech Inc 控制面板及其控制方法
TWI461992B (zh) * 2012-03-19 2014-11-21 Wistron Corp 應用不可見光觸控螢幕的電子裝置
KR102009012B1 (ko) * 2012-07-23 2019-08-09 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치
JP6185082B2 (ja) * 2013-01-11 2017-08-23 マルチタッチ オーユーＭｕｌｔｉｔｏｕｃｈ Ｏｙ ディスプレイパネルのための直下型バックライトの拡散
CN103984444B (zh) * 2013-02-07 2018-01-26 深圳市艾博德科技股份有限公司 红外电子白板及触摸定位方法
CN104423577B (zh) * 2013-08-26 2017-11-03 群创光电股份有限公司 具有对称扩散膜的显示装置
USD772511S1 (en) 2014-12-15 2016-11-22 Samsung Electronics Co., Ltd. Intake for cleaner
US10345647B2 (en) * 2015-07-30 2019-07-09 Nichia Corporation Surface light source device and transmission display device
CN106569358A (zh) * 2015-10-09 2017-04-19 小米科技有限责任公司 液晶显示组件及电子设备
KR102546307B1 (ko) 2015-12-02 2023-06-21 삼성전자주식회사 발광 소자 및 이를 포함하는 표시 장치
KR20180030288A (ko) * 2016-09-12 2018-03-22 삼성디스플레이 주식회사 각필터를 갖는 표시장치
JP7222656B2 (ja) * 2018-10-24 2023-02-15 株式会社ジャパンディスプレイ 指紋検出装置及び指紋検出装置付き表示装置
KR102233781B1 (ko) * 2019-01-10 2021-03-30 주식회사 세코닉스 카메라 모듈 내부에 적외선 필터의 유무를 검사하는 장치 및 그를 이용한 검사방법
US20230063818A1 (en) * 2021-08-26 2023-03-02 3M Innovative Properties Company Display touch panel using infrared transparent films
KR102561043B1 (ko) * 2023-02-28 2023-07-28 (주) 아하 비접촉 상태로 입력이 가능한 디스플레이 장치 및 그 동작 방법
KR102543701B1 (ko) * 2023-03-02 2023-06-15 (주) 아하 영상 품질 및 외부 입력 감지의 성능이 향상된 광원 어셈블리 및 이를 포함하는 디스플레이 장치

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005535938A (ja) * 2002-08-17 2005-11-24 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 機能強化ヒートミラーフィルム
JP2009169390A (ja) * 2007-12-19 2009-07-30 Sony Corp 表示装置および照明装置

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4054985B2 (ja) 2001-12-27 2008-03-05 Ｔｏｔｏ株式会社 光学式タッチパネル装置
JP4882297B2 (ja) * 2004-12-10 2012-02-22 ソニー株式会社 物理情報取得装置、半導体装置の製造方法
US7456384B2 (en) * 2004-12-10 2008-11-25 Sony Corporation Method and apparatus for acquiring physical information, method for manufacturing semiconductor device including array of plurality of unit components for detecting physical quantity distribution, light-receiving device and manufacturing method therefor, and solid-state imaging device and manufacturing method therefor
CN100452414C (zh) * 2004-12-10 2009-01-14 索尼株式会社 获取物理信息的方法、装置及装置的制造方法
KR100620546B1 (ko) 2005-01-03 2006-09-13 한국전력공사 고강도 건식 재생용 이산화탄소 흡수제
US7733310B2 (en) * 2005-04-01 2010-06-08 Prysm, Inc. Display screens having optical fluorescent materials
JP4567028B2 (ja) * 2006-09-26 2010-10-20 エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド マルチタッチ感知機能を有する液晶表示装置とその駆動方法
US8294849B2 (en) * 2007-06-06 2012-10-23 Stanley Electric Co., Ltd. Liquid crystal display device capable of low temperature use and having rod-shaped gold particles of nanometer order dispersed in the liquid crystal layer
JP2009032005A (ja) * 2007-07-26 2009-02-12 Toshiba Corp 入力表示装置および入力表示パネル
JP2009080042A (ja) 2007-09-26 2009-04-16 Oht Inc 回路パターン検査装置
JP4626645B2 (ja) * 2007-11-27 2011-02-09 ソニー株式会社 表示装置及び光学装置
KR101458569B1 (ko) * 2008-03-13 2014-11-12 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
KR101493840B1 (ko) * 2008-03-14 2015-02-17 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치, 표시 시스템, 및 액정 표시 장치를 이용한물체 형상의 인식 방법
KR20100056802A (ko) * 2008-11-20 2010-05-28 삼성전기주식회사 광 터치 스크린
CN101840089B (zh) * 2009-03-17 2013-08-21 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 触控式显示装置
CN101587254B (zh) * 2009-05-19 2011-09-14 香港应用科技研究院有限公司 触摸感应液晶显示器

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005535938A (ja) * 2002-08-17 2005-11-24 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 機能強化ヒートミラーフィルム
JP2009169390A (ja) * 2007-12-19 2009-07-30 Sony Corp 表示装置および照明装置

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