KR102346031B1 - 표시 장치 및 이의 구동 방법 - Google Patents

표시 장치 및 이의 구동 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102346031B1
KR102346031B1 KR1020170094374A KR20170094374A KR102346031B1 KR 102346031 B1 KR102346031 B1 KR 102346031B1 KR 1020170094374 A KR1020170094374 A KR 1020170094374A KR 20170094374 A KR20170094374 A KR 20170094374A KR 102346031 B1 KR102346031 B1 KR 102346031B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
pixels
pixel
optical
converted light
Prior art date
Application number
KR1020170094374A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190011868A (ko
Inventor
정금동
Original Assignee
삼성디스플레이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성디스플레이 주식회사 filed Critical 삼성디스플레이 주식회사
Priority to KR1020170094374A priority Critical patent/KR102346031B1/ko
Priority to US15/971,811 priority patent/US10769988B2/en
Priority to CN201810823993.0A priority patent/CN109300439B/zh
Publication of KR20190011868A publication Critical patent/KR20190011868A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102346031B1 publication Critical patent/KR102346031B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/02—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes by tracing or scanning a light beam on a screen
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/36—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using liquid crystals
    • G09G3/3607—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using liquid crystals for displaying colours or for displaying grey scales with a specific pixel layout, e.g. using sub-pixels
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/005—Projectors using an electronic spatial light modulator but not peculiar thereto
    • G03B21/006—Projectors using an electronic spatial light modulator but not peculiar thereto using LCD's
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/10—Projectors with built-in or built-on screen
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/22—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources
    • G09G3/30—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels
    • G09G3/32—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED]
    • G09G3/3208—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED] organic, e.g. using organic light-emitting diodes [OLED]
    • G09G3/3225—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED] organic, e.g. using organic light-emitting diodes [OLED] using an active matrix
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14—Details
    • G03B21/20—Lamp housings
    • G03B21/2006—Lamp housings characterised by the light source
    • G03B21/2033—LED or laser light sources
    • G03B21/204—LED or laser light sources using secondary light emission, e.g. luminescence or fluorescence
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/54—Accessories
    • G03B21/56—Projection screens
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/54—Accessories
    • G03B21/56—Projection screens
    • G03B21/60—Projection screens characterised by the nature of the surface
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00—Control of display operating conditions
    • G09G2320/06—Adjustment of display parameters
    • G09G2320/0613—The adjustment depending on the type of the information to be displayed
    • G09G2320/062—Adjustment of illumination source parameters
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00—Control of display operating conditions
    • G09G2320/06—Adjustment of display parameters
    • G09G2320/0626—Adjustment of display parameters for control of overall brightness
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00—Control of display operating conditions
    • G09G2320/06—Adjustment of display parameters
    • G09G2320/0666—Adjustment of display parameters for control of colour parameters, e.g. colour temperature
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2360/00—Aspects of the architecture of display systems
    • G09G2360/14—Detecting light within display terminals, e.g. using a single or a plurality of photosensors
    • G09G2360/141—Detecting light within display terminals, e.g. using a single or a plurality of photosensors the light conveying information used for selecting or modulating the light emitting or modulating element
    • G09G2360/142—Detecting light within display terminals, e.g. using a single or a plurality of photosensors the light conveying information used for selecting or modulating the light emitting or modulating element the light being detected by light detection means within each pixel
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2360/00—Aspects of the architecture of display systems
    • G09G2360/14—Detecting light within display terminals, e.g. using a single or a plurality of photosensors
    • G09G2360/145—Detecting light within display terminals, e.g. using a single or a plurality of photosensors the light originating from the display screen
    • G09G2360/147—Detecting light within display terminals, e.g. using a single or a plurality of photosensors the light originating from the display screen the originated light output being determined for each pixel
    • G09G2360/148—Detecting light within display terminals, e.g. using a single or a plurality of photosensors the light originating from the display screen the originated light output being determined for each pixel the light being detected by light detection means within each pixel

Abstract

표시 장치는 영상을 표시하는 복수의 픽셀들을 포함하는 스크린 및 상기 복수의 픽셀들 각각이 상기 영상을 표시하는 데 필요한 정보를 광의 세기로 인코딩하는 광 변조기 및 상기 변환광을 대응하는 각각의 상기 픽셀들로 출사하는 광원을 포함하는 프로젝터를 포함하고, 상기 픽셀들 각각은 상기 변환광을 수광하고,　상기 변환광의 세기에 비례하는 전류를 생성하는 수광 소자 및 상기 생성된 전류를 근거로 상기 영상을 표시하는 발광 소자를 포함한다.

Description

표시 장치 및 이의 구동 방법{DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR DRIVING THE SAME}
본 발명은 표시 장치 및 이의 구동 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 영상 정보를 광의 세기로 인코딩하는 프로젝터 및 변환광을 수신하는 스크린을 포함하는 표시 장치 및 이의 구동 방법에 관한 것이다.
전자 기술의 발달에 힘입어 다양한 유형의 디스플레이 시스템이 사용되고 있다. 디스플레이 시스템의 예로는 TV, 모니터, 전광판, 전자액자, 키오스크, 휴대폰, 빔프로젝터 등이 있을 수 있다.
디스플레이 시스템의 종류가 다양해지면서 그 크기나 활용방법 등도 다양해지고 있다. 일예로, 야외 공연이나 집회, 응원, 선거운동 등과 같은 다양한 이벤트가 발생하는 야외 장소 또는 사람들이 많이 지나는 전철역, 광장 등과 같은 다양한 장소 등에 설치되는 야외 디스플레이시스템도 많이 사용되고 있다. 이러한 디스플레이시스템은 야외에 고정적으로 배치된 고정 디스플레이시스템이 될수도 있고, 차량과 같은 이동체에 설치되어 다양한 장소로 이동될 수 있는 이동 디스플레이 시스템이 될 수도 있다.
야외에서 사용되는 디스플레이 시스템들은 대부분 낮시간대에 운영될 수 있다. 이경우, 태양으로부터 직접적으로 조사되는 광이나 주변 반사체에 의해 반사되는 광등이 디스플레이 화면에 조사되면, 시인성이 저하되는 문제가 생길 수 있다. 야외가 아닌 실내에서 사용되는 디스플레이 시스템이라고 하더라도, 창문 등을 통해 입사되는 태양광이나 강한 실내조명, 플래시 라이트등에 의해 시인성이 저하되는 문제가 생길 수 있다.
본 발명은 표시 장치 및 이의 구동 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 영상 정보를 광의 세기로 인코딩하는 프로젝터 및 변환광을 수신하는 스크린을 포함하는 표시 장치 및 이의 구동 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 영상을 표시하는 복수의 픽셀들을 포함하는 스크린 및 광을 출사하는 광원 및 상기 픽셀들 각각에 대응하여 상기 광의 세기를 변환시켜 상기 영상의 정보를 포함하는 변환광을 출사하는 광 변조기를 포함하는 프로젝터를 포함하고, 상기 픽셀들 각각은 상기 변환광을 수광하고,　상기 변환광의 세기에 비례하는 전류를 생성하는 수광 소자 및 상기 생성된 전류를 근거로 상기 영상을 표시하는 발광 소자를 포함한다.
상기 광 변조기는 복수의 광픽셀들을 포함하고, 상기 광픽셀들 각각은 상기 광을 수신하여 상기 변환광을 출사하고, 상기 영상의 정보는 상기 영상의 휘도 정보이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 광학 시트를 더 포함하고, 상기 스크린에는 상기 영상이 표시되는 제1 면 및 상기 제1 면과 대향하는 제2 면이 정의되고, 상기 프로젝터는 상기 변환광을 상기 제2 면으로 출사하고, 상기 광학 시트는 상기 제2 면 상에 배치된다
상기 광학 시트는 상기 변환광의 파장이 포함되는 제1 파장대역의 광을 투과 시키고, 상기 제1 파장대역과 다른 제2 파장대역의 광을 흡수한다.
상기 변환광은 상기 제1 파장대역의 적외선 광이다.
본 발명의 일 실시예인 표시 장치는 광학 시트를 더 포함하고, 상기 스크린에는 상기 영상이 표시되는 제1 면 및 상기 제1 면과 대향하는 제2 면이 정의되고, 상기 프로젝터는 상기 변환광을 상기 제1 면으로 출사하고,상기 광학 시트는 상기 제1 면 상에 배치되고, 상기 제1 면으로 출사하는 상기 변환광의 일부를 흡수한다.
본 발명의 일 실시예인 표시 장치는 광학 시트를 더 포함하고, 상기 스크린에는 상기 영상이 표시되는 제1 면 및 상기 제1 면과 대향하는 제2 면이 정의되고, 상기 프로젝터는 상기 변환광을 상기 제2 면으로 출사하고, 상기 광학 시트는 상기 제1 면 상에 배치되고, 상기 변환광 중 상기 스크린을 투과한 광을 흡수한다.
상기 광 변조기는 복수의 광픽셀들을 포함하고, 상기 광픽셀들 각각은 상기 광을 수신하여 상기 변환광을 출사하고, 상기 광픽셀들은 상기 픽셀들 각각에 대응하여 상기 변환관을 출사한다.
상기 광원은 복수개의 광픽셀들을 포함하고, 상기 광픽셀들은 상기 픽셀들 각각에 대응하여 상기 변환광을출사한다.
상기 광픽셀들의 수는 상기 픽셀들의 수와 같다.
상기 광원은 서로 다른 파장의 상기 변환광을 출사하는 복수개의 광픽셀들을 포함하고,상기 픽셀들 각각은 서로 다른 파장의 상기 변환광들 중 어느 하나를 선택적으로 수신한다.
상기 광원은 서로 다른 파장의 상기 변환광을 순차적으로 각각 출사하는 복수개의 광픽셀들을 포함하고, 상기 픽셀들 각각은 순차적으로 출사되는 상기 변환광에 따라, 순차적으로 구동된다.
상기 광픽셀들은 제1 파장의 상기 변환광을 출사하는 제1 광픽셀, 제2 파장의 상기 변환광을 출사하는 제2 광픽셀, 제3 파장의 상기 변환광을 출사하는 제3 광픽셀을 포함하고, 상기 픽셀들은 제1 픽셀, 제2 픽셀, 및 제3 픽셀을 포함하고, 상기 제1 광픽셀이 상기 제1 파장의 상기 변환광을 출사할 때, 상기 제1 픽셀은 상기 제1 픽셀의 스위치 트랜지스터에 의해서 구동되어 상기 제1 파장의 상기 변환광을 수신하고, 상기 제2 광픽셀이 상기 제2 파장의 상기 변환광을 출사할 때, 상기 제2 픽셀은 상기 제2 픽셀의 스위치 트랜지스터에 의해서 구동되어 상기 제2 파장의 상기 변환광을 수신하고, 상기 제3 광픽셀이 상기 제3 파장의 상기 변환광을 출사할 때, 상기 제3 픽셀은 상기 제3 픽셀의 스위치 트랜지스터에 의해서 구동되어 상기 제3 파장의 상기 변환광을수신한다.
본 발명의 일 실시예인 표시 장치는 상기 발광 소자들 사이에 배치되는 픽셀정의막을 더 포함하고, 상기 스크린에는 제1 면 및 제2 면이 정의되고, 상기 제1 면에서 상기 영상이 표시되고, 상기 프로젝터는 상기 변환광을 상기 제1 면으로 출사하고, 상기 픽셀정의막은 상기 수광 소자와 중첩한다.
본 발명의 일 실시예인 표시 장치는 상기 발광 소자들 사이에 배치되는 픽셀정의막을 더 포함하고, 상기 픽셀들 각각은 상기 발광 소자를 선택적으로 구동하는 스위치 트랜지스터를 더 포함하고, 상기 스크린에는 제1 면 및 제2 면이 정의되고, 상기 제1 면에서 상기 영상이 표시되고, 상기 프로젝터는 상기 변환광을 상기 제2 면으로 출사하고, 상기 픽셀정의막은 상기 스위치 트랜지스터와 중첩한다.
본 발명의 일 실시예인 표시 장치는 픽셀정의막을 더 포함하고, 상기 스크린에는 제1 면 및 제2 면이 정의되고, 상기 제1 면에서 상기 영상이 표시되고, 상기 프로젝터는 상기 변환광을 상기 제1 면으로 출사하고, 상기 스위치 트랜지스터의 소스 전극 및 드레인 전극 중 어느 하나는 상기 수광 소자와 브릿지를 통해서 전기적으로 연결되고, 상기 스위치 트랜지스터의 상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극은 상기 스위치 트랜지스터의 게이트 전극보다 상측에 배치되고, 상기 픽셀정의막 상기 수광 소자 및 상기 스위치 트랜지스터와 중첩한다.
상기 광원은 복수개의 광픽셀들을 포함하고,한 개의 프레임 중 제1 서브 프레임에서 상기 픽셀들 중 제1 픽셀이 구동되어 상기 광픽셀들 중 어느 하나의 광픽셀로부터 출사되는 변환광을 수광하고, 상기 한 개의 프레임 중 상기 제1 서브 프레임에 후속하는 제2 서브 프레임에서 상기 픽셀들 중 상기 제1 픽셀과 상이한 제2 픽셀이 구동되어 상기 어느 하나의 광픽셀로부터 출사되는 상기 변환광을수광한다.
상기 픽셀들 각각은 상기 수광 소자와 상기 발광 소자를 연결하고, 상기 수광 소자에 의해서 생성되는 전류를 증폭시키는 증폭 트랜지스터를 더 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 직류 전원을 상기 픽셀들 각각에 제공하는 전원 구동부를 더 포함하고, 상기 직류 전원에 의해서, 상기 픽셀들 각각의 수광 소자에서 생성되는 전류값이 결정된다.
상기 픽셀들 각각은 상기 발광 소자를 선택적으로 구동하는 스위치 트랜지스터를 더 포함한다.
상기 광원은 복수의 광픽셀들을 포함하고, 상기 변환광은레이저광이고,상기 광픽셀들 각각으로부터 출사되는 상기 레이저광은 상기 픽셀들 중 어느 하나의 픽셀에도달한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 외부광을 수신하여, 상기 외부광의 세기에 비례하는 전류를 생성하는 수광 소자 및 상기 생성된 전류를 근거로 영상을 표시하는 발광 소자를 포함하고, 상기 외부광은 상기 영상의 정보를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방법은
복수의 픽셀들 각각에 대응하여 상기 광의 세기를 변환시켜 영상의 정보를 포함하는 변환광을 출사하는 단계, 상기 변환광을 대응하는 각각의 상기 픽셀들로 출사하는 단계, 상기 변환광을수광하여, 광의 세기에 비례하는 전류를 생성하는 단계, 및 상기 생성된 전류를 근거로 상기 영상을 표시하는 단계를 포함한다.
본 발명에서는 프로젝터가 복수의 픽셀들 각각이 영상을 표시하는 데 필요한 정보를 광의 세기로 인코딩하여 스크린으로 출사한다. 픽셀은 데이터 구동부로부터 데이터 전압을 인가 받지 않으며, 수광 소자를 통해서 변환광을 수광하고 이로부터 전류를 생성한다. 이를 통해서 발광 소자가 영상을 표시함으로써, 기존에 결상 기능만 수행하던 스크린에서 야기되는 에너지 밀도 차이에 의해서 발생되는 밝기 문제를 해결하여, 화질을 개선시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 사시도이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로젝터의블록도이다.
도 2b는 도 1에 도시된 스크린의 단면 중 일부를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에따른표시 패널의 평면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 픽셀의등가회로도이다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 4의 픽셀의 단면 구조를 도시한 도면이다.
도 5b는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 픽셀의 단면 구조를 도시한 도면이다.
도 5c는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 픽셀의 단면 구조를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 표시 패널의 평면도이다.
도 7a는 도 6에 도시된 픽셀의 등가 회로도이다.
도 7b는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 픽셀의 등가 회로도이다.
도 8a 내지 도 8d는 수광 소자에 흐르는 전류를 증폭시키기 위한 픽셀 회로를 도시한 도면이다.
도 9a는 도 7a에서 스위치 트랜지스터가 추가된 픽셀 회로를 도시한 도면이다.
도 9b는 도 7a에서 리셋 트랜지스터가 추가된 픽셀 회로를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 11a 및 도 11b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 13a 및 도 13b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 14a 내지 14c는 사용자가 표시 장치에서 표시되는 영상을 시인하는 방법을 설명하기 위한 개략도이다.
도 15a 내지 도 15c는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 표시 장치를 설명하기 도면이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다. 본 명세서에서, 어떤 구성요소(또는 영역, 층, 부분 등)가 다른 구성요소 “상에 있다”, “연결 된다”, 또는 “결합 된다”고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 연결/결합될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 구성요소가 배치될 수도 있다는 것을 의미한다.
동일한 도면부호는 동일한 구성요소를 지칭한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께, 비율, 및 치수는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. “및/또는”은 연관된 구성들이 정의할 수 있는 하나 이상의 조합을 모두 포함한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
또한, “아래에”, “하측에”, “위에”, “상측에” 등의 용어는 도면에 도시된 구성들의 연관관계를 설명하기 위해 사용된다. 상기 용어들은 상대적인 개념으로, 도면에 표시된 방향을 기준으로 설명된다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 사시도이다. 도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로젝터의블록도이다. 도 2b는 도 1에 도시된 스크린의 단면 중 일부를 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(1000)는 스크린(102) 및 프로젝터(101)를 포함할 수 있다.
스크린(102)은 텔레비전, 모니터 등과 같은 대형 전자장치를 비롯하여, 스마트폰, 태블릿, 자동차 네비게이션, 게임기, 스마트 와치 등과 같은 중소형 전자장치 등에 사용될 수 있다. 본 명세서 내에서, 스크린(102)은 대형 모니터인 것을 예시적으로 도시하였다.
스크린(102)은 프로젝터(101)에서 출사하는 광(EDL)을 근거로 영상(IM)을 표시할 수 있다. 이에 대해서는 자세히 후술하도록 한다.
영상(IM)을 표시하는 표시면(IS)은영상(IM)이 표시되는 표시영역(DD-DA) 및 표시영역(DD-DA)에 인접한 비표시영역(DD-NDA)을 포함한다. 비표시영역(DD-NDA)은 영상(IM)이 표시되지 않는 영역이다. 일 예로써, 표시영역(DD-DA)은 사각형상일 수 있다. 비표시영역(DD-NDA)은 표시영역(DD-DA)을 에워쌀 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 표시영역(DD-DA)의 형상과 비표시영역(DD-NDA)의 형상은 상대적으로 디자인될 수 있다.
또한 도 1에서는 얇은 사각판 형상으로 스크린(102)을 도시하였지만, 이에 한정되지 않으며, 스크린(102)은 내측 혹은 외측으로 구부러진 커브드(curved) 형태의 스크린(102)일 수도 있다.
프로젝터(101)는 스크린(102)을 향해서 광(EDL)을 투사할 수 있다. 스크린(102)은 프로젝터(101)에서 생성된 광(EDL)을 수신할 수 있다.
도 2a를 참조하면, 프로젝터(101)는 광원(111) 및 광 변조기(112)를 포함할 수 있다.
광원(111)은 광 변조기(112)를 향해서 광(ECL)을 출력할 수 있다. 광 변조기(112)는 광원(111)으로부터의 광(ECL)을 수신하여, 픽셀들(PX, 도 3에 도시됨) 각각에 대응하여 수신된 광(ECL)의 세기를 변환시킨 변환광(EDL)을 생성할 수 있다. 본 발명의 일 예로, 광 변조기(112)는 액정층(미도시)을 통해서 변환광(EDL)을 생성할 수 있다. 구체적으로 광 변조기(112)는 액정층의 액정 배열을 변경시킬 수 있고, 액정 배열이 변경된 액정층에 광원(111)으로부터의 광(ECL)을 통과시켜 픽셀들(PX)이 표시하는 영상(IM, 도 1에 도시됨)에 대응하도록 광(ECL)의 세기를 변환시킴으로써 변환광(EDL)을 생성할 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않으며 광 변조기(112)는 다양한 방식으로 광원(111)으로부터의 광(ECL)을 변환하여 변환광(EDL)을 생성할 수 있다. 광 변조기(112)에 대해서는 아래에서 좀 더 설명하기로 한다.
변환광(EDL)은 픽셀들(PX)이 표시하는 영상(IM, 도 1에 도시됨)의 정보를 포함할 수 있다.. 본 발명의 일 예로 영상의 정보는 픽셀들(PX) 각각에 대응하는 계조정보 및 휘도 정보를 포함할 수 있다. 다만 이에 한정되지 않으며,휘도 정보는 영상을 표시하는 데 영향을 미칠 수 있는 모든 정보 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
광원(111)은 변환광(EDL, 도 1에 도시됨)을 스크린(102)에 출사할 수 있다. 스크린(102)에 출사된 광(EDL)은 스크린(102)의 픽셀들(PX)에 의해서 수신될 수 있다.
도 2b를 참조하면 스크린(102)은 윈도우(WM) 및 표시모듈(DM)을 포함할 수 있다. 윈도우(WM) 및 표시모듈(DM)은 제1 접착부재(ADH1)에 의해 접착될 수 있다.
표시모듈(DM)은 입력감지회로(FPS), 표시 패널(DP), 및 반사방지부재(POL)를 포함할 수 있다. 입력감지회로(FPS) 및 표시 패널(DP)은 제2 접착부재(ADH2)에 의해 접착될 수 있다.
제1 접착부재(ADH1) 및 제2 접착부재(ADH2) 각각은 광학투명접착필름(OCA, Optically Clear Adhesive film), 광학투명접착수지(OCR, Optically Clear Resin) 또는 감압접착필름(PSA, Pressure Sensitive Adhesive film)일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 제1 접착부재(ADH1) 및 제2 접착부재(ADH2) 각각은 광경화 접착물질 또는 열경화 접착물질을 포함하고, 그 재료는 특별히 제한되지 않을 수 있다.
윈도우(WM)는 외부 충격으로부터 표시모듈(DM)을 보호하고, 사용자에게 터치감지면 또는 지문인식면을 제공할 수 있다.도 1에 도시된 표시면(IS)이 사용자의 터치여부를 감지하기 위한 터치감지면 일 수 있다.
윈도우(WM)는 유리를 포함할 수 있다. 단, 이에 제한되는 것은 아니며, 윈도우(WM)는 광 투과성을 가지는 투명한 물질을 포함할 수 있다.
표시 패널(DP)은 복수의 발광소자들을 포함할 수 있다. 표시 패널(DP)은 입력된 영상 데이터에 대응하는영상(IM, 도 1 참조)을 생성한다. 표시 패널(DP)을 생성하는 공정은 LTPS(LowTemperature Polycrystaline Silicon) 또는 LTPO(LowTemperature Polycrystalline Oxide) 공정을 포함할 수 있다.
입력감지회로(FPS)는 표시 패널(DP) 상에 배치될 수 있다. 입력감지회로(FPS)는 외부입력의 좌표정보를 획득할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 입력감지회로(FPS)는 별도의 공정에 의해 제조되어, 표시 패널(DP)에 접착될 수 있다. 단, 이에 제한되는 것은 아니며 입력감지회로(FPS)는표시 패널(DP)의 일면에 직접 배치될 수 있다. 즉, 입력감지회로(FPS)는표시 패널(DP)과 연속공정에 의해 제조될 수 있다. 이 때, 입력감지회로(FPS)는 제2 접착부재(ADH2) 없이표시 패널(DP)에 결합될 수 있다.
입력감지회로(FPS)는 외부의 물체의 접촉여부를 감지하기 위한 복수의 센서들(미도시)을 포함할 수 있다. 외부의 물체는 사용자의 손가락(미도시)일 수 있으며, 이 경우 사용자의 손가랑과 입력감지회로(FPS)는 정전용량을 형성할 수 있다.
반사방지부재(POL)는 표시 패널(DP)과 입력감지회로(FPS) 사이에 배치될 수 있다. 반사방지부재(POL)는 외부로부터 입사된 광을 흡수, 상쇄간섭, 또는 편광시켜외부광 반사율을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 반사방지부재(POL)는 컬러필터,도전층/유전체층/도전층의적층 구조물,편광부재(polarizer), 또는 광학부재를 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널(DP)의 평면도이다.
도 1 및 도 3를 참조하면, 표시 패널(DP)은 평면상에서 표시영역(DA)과 비표시영역(NDA)을 포함한다. 표시 패널(DP)의 표시영역(DA) 및 비표시영역(NDA)은 스크린(102)의 표시영역(DD-DA) 및 비표시영역(DD-NDA)에 각각 대응한다. 표시 패널(DP)의 표시영역(DA) 및 비표시영역(NDA)은 스크린(102)의 표시영역(DD-DA) 및 비표시영역(DD-NDA)과 반드시 동일할 필요는 없고, 표시 패널(DP)의 구조/디자인에 따라 변경될 수 있다.
표시 패널(DP)은 복수 개의 신호라인들(SGL) 및 복수 개의 픽셀들(PX)을 포함한다. 복수 개의 픽셀들(PX)이 배치된 영역이 표시영역(DA)으로 정의된다. 본 실시예에서비표시영역(NDA)은 표시영역(DA)의 테두리를 따라 정의될 수 있다.
복수 개의 신호라인들(SGL)은 게이트 라인들(GL), 전원 라인(PL), 및 제어신호 라인(CSL)을포함할 수 있다. 게이트 라인들(GL)은 복수 개의 픽셀들(PX) 중 대응하는 픽셀(PX)에 각각 연결될 수 있다. 전원 라인(PL)은 복수 개의 픽셀들(PX)에 연결된다. 비표시영역(NDA)의 일측에는게이트 라인들(GL)이 연결된 게이트 구동회로(DCV)가 배치될 수 있다. 제어신호 라인(CSL)은 게이트 구동회로(DCV)에 제어신호들을 제공할 수 있다.
게이트 라인들(GL), 전원 라인(PL), 및 제어신호 라인(CSL) 중 일부는 동일한 층에 배치되고, 일부는 다른 층에 배치된다. 게이트 라인들(GL), 전원 라인(PL), 및 제어신호 라인(CSL) 중 어느 하나의 층에 배치된 신호라인들이 제1 신호라인으로 정의될 때, 다른 하나의 층에 배치된 신호라인들은 제2 신호라인으로 정의될 수 있다. 또 다른 하나의 층에 배치된 신호라인들은 제3 신호라인으로 정의될 수 있다.
신호 배선부는 게이트 라인들(GL), 전원 라인(PL), 및 제어신호 라인(CSL)을 포함할 수 있다. 표시 패널 패드들(PD-DP)은 신호 배선부의 말단에 연결될 수 있다. 신호 배선부는게이트 라인들(GL), 전원 라인(PL), 및 제어신호 라인(CSL) 각각의 표시 패널 패드들(PD-DP)을 제외한 부분으로 정의될 수 있다.
표시 패널 패드들(PD-DP)은 픽셀들(PX)을 구동하기 위한 트랜지스터들과 같은 공정에서 형성될 수 있다. 예를 들어, 표시 패널 패드들(PD-DP)은 픽셀들(PX)을 구동하기 위한 트랜지스터들과 같은 LTPS(LowTemperature Polycrystaline Silicon) 공정 또는 LTPO(Low Temperature Polycrystalline Oxide) 공정에서 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서표시 패널 패드들(PD-DP)은 제어 패드(CSL-P), 및 전원 패드(PL-P)를 포함할 수 있다. 게이트패드부는 미 도시되었으나, 게이트 구동회로(DCV)와 중첩하며 게이트 구동회로(DCV)에 연결될 수 있다. 별도로 표기하지 않았으나, 제어 패드(CSL-P)및 전원 패드(PL-P)가 얼라인되어 있는 비표시영역(NDA)의 일부분은 패드영역으로정의될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널(DP)에는 일반적인 표시 패널과는 달리 데이터 구동부 및 데이터 라인들이 생략되었다. 이에 대한 자세한 내용은 후술하도록 한다.
도 4는 도 3에 도시된 픽셀(PX)의 등가회로도이다.
도 4를 참조하면, 어느 하나의 게이트 라인과 어느 하나의 데이터 라인, 및 전원 라인에 연결된 픽셀을 예시적으로 도시하였다. 픽셀의 구성은 이에 제한되지 않고 변형될 수 있다.
픽셀(PX)은 표시 소자로써, 발광 소자(402)를 포함할 수 있다. 발광 소자(402)는 저면 발광형 다이오드이거나, 배면 발광형 다이오드일 수 있다. 또는 발광 소자(402)는 양면 발광형 다이오드일 수 있다. 발광 소자(402)는 유기 발광 다이오드일 수 있다. 다만 발광 소자들(402)은 이에 한정되지 않으며, LED 소자, LD 소자, QLED 소자 및 이들의 조합일 수 있다. 픽셀은 발광 소자(402)를 구동하기 위한 수광 소자(401)를 더 포함할 수 있다. 수광 소자(401)는 도 2에서 설명된변환광(EDL)을 수신할 수 있다. 본 발명의 일 예로 수광 소자(401)는 포토 다이오드일 수 있다. 수광 소자(401)는 변환광(EDL)을 수신하고, 변환광(EDL)의 세기에 비례하는 전류를 생성할 수 있다.
발광 소자(402)는 수광 소자(401)로부터 제공된 전류에 의해서 구동될 수 있다.
픽셀(PX)은 스위치 트랜지스터(TFT-S) 및 리셋 트랜지스터(TFT-R)을 더 포함할 수 있다.
스위치 트랜지스터(TFT-S)의 제1 전극은 전원 라인(PL)에 연결될 수 있고, 스위치 트랜지스터(TFT-S)의 게이트 전극은 게이트 라인(GL)에 연결될 수 있고, 스위치 트랜지스터(TFT-S)의 제2 전극은 수광 소자(401)의 캐소드 전극에 연결될 수 있다. 본 발명의 일 예로, 스위치 트랜지스터(TFT-S)의 제1 전극은 드레인 전극일 수 있고, 스위치 트랜지스터(TFT-S)의 제2 전극은 소스 전극일 수 있다. 또한 도 4에서 스위치 트랜지스터(TFT-S)는 PMOS 트랜지스터로 도시되었지만, 이에 한정되지 않으며, 스위치 트랜지스터(TFT-S)는 NMOS 트랜지스터일 수 있다.
스위치 트랜지스터(TFT-S)에 의해서 수광 소자(401)는 제어될 수 있다. 도면에는 도시되지 않았지만, 본 발명의 일 예에 따른 표시 장치는 전원 구동부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 전원 구동부는 전원을 픽셀들(PX, 도 3에 도시됨)에 제공할 수 있다. 구체적으로 게이트 라인(GL)에 신호가 인가되어 스위치 트랜지스터(TFT-S)가 턴 온되는 경우에 수광 소자(401)는 전원 구동부로부터 생성된 전원을 전원 라인(PL)을 통하여 공급 받아 구동될 수 있다. 수광 소자(401)는 전원을 공급 받고, 도 2a에서 설명한 변환광(EDL)을 수광하여 전류를 생성하고, 생성된 전류를 통해서 발광 소자(402)는 구동될 수 있다. 본 발명의 일 예로, 전원 구동부로부터 생성된 전원은 직류 전원일 수 있고, 직류 전원에 의해서 수광 소자(401)에서 생성된 전류값이 결정될 수 있다. 이처럼 영상을 표시하는 데에 있어서, 수광 소자(401)를 이용함으로써, 교류 전원이 아닌 직류 전원만으로 픽셀들(PX)을 구동할 수 있다. 또한 직류 전원을 이용하여 수광 소자(401)에서 생성된 전류를 증폭시킬 수 있다. 수광 소자(401)에서 생성된 전류를 증폭시키는 내용에 대해서는 아래에서 더 자세히 설명하도록 한다.
리셋 트랜지스터(TFT-R)의 제1 전극은 수광 소자(401)의 애노드 전극 및 발광 소자(402)의 애노드 전극에 연결될 수 있다. 리셋 트랜지스터(TFT-R)의 제2 전극은 공통 전원(ELVSS)이 인가될 수 있다. 리셋 트랜지스터(TFT-R)는 리셋 트랜지스터(TFT-R)의 게이트 전극을 통해서 리셋 신호(RS)를 인가 받아 턴 온되고, 발광 소자(402)의 애노드 전극의 전압을 초기화시키는 초기화 동작을 수행할 수 있다.
발광 소자(402)의 캐소드 전극은 공통 전원(ELVSS)과 연결될 수 있다. 발광 소자(402)는 수광 소자(401)로부터 전류를 전달 받아 발광함으로써, 도 1에서 설명한 영상(IM)을 표시할 수 있다.
이처럼 픽셀(PX)은 데이터 구동부로부터 데이터 전압을 인가 받지 않으며, 수광 소자(401)를 통해서 변환광(EDL)을 수광하고 이로부터 전류를 생성하고, 이를 통해서 발광 소자(402)가 영상(IM)을 표시함으로써, 기존에 결상 기능만 수행하던 스크린(102)에서 야기되는 에너지 밀도 차이에 의해서 발생되는 밝기 문제를 해결하여, 화질을 개선시킬 수 있다. 나아가 데이터 배선 신호에 기인한 크로스톡(crosstalk) 현상을 근원적으로 해소할 수 있다. 또한 전술한 표지 장치의 구동 원리는 초대형 디스플레이, 투명 디스플레이, VR(Virtual Reality) 디스플레이 등과 같이 다양한 분야에서 적용될 수 있다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 4의 픽셀(PX)의 단면 구조를 도시한 도면이다.
도 5a를 참조하면, 베이스층(501)은 사각형 형상의 판 형상일 수 있다. 다만 이에 한정되지 않는다. 베이스층(501)은 폴리이미드(PI; polyimide), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET; polyethylene terephthalate), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN; polyethylene naphtalate), 폴리카보네이트(PC; polycarbonate), 폴리아릴레이트(PAR; polyarylate), 폴리에테르이미드(PEI; polyetherimide), 폴리에테르술폰(PES; polyethersulphone) 및섬유강화플라스틱(Fiber Reinforced Plastics) 등과 같이 내열성 및 내구성이 우수한 플라스틱을 소재로 만들어질 수 있다.
베이스층(501)의 상면에는 평활성을 주고 불순물의 침투를 차단하기 위한 버퍼층(502)이 배치될 수 있다. 버퍼층(502)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 질산화물, 알루미늄 산화물, 알루미늄질화물, 티타늄산화물 또는 티타늄 질화물 등과 같은 무기물로 이루어지거나, 폴리이미드, 폴리에스테르, 아크릴 등과 같은 유기물로 이루어 질 수 있고, 앞에서 나열한 물질에서 선택된 복수의 물질들의 적층체로 이루어질 수도 있다.
버퍼층(502) 상에는 앞서 설명한 스위치 트랜지스터(TFT-S) 및 리셋 트랜지스터(TFT-R)가 배치될 수 있다. 좀 더 구체적으로 설명하면, 버퍼층(502) 상에는 스위치 트랜지스터(TFT-S)의 활성층(514) 및 리셋 트랜지스터(TFT-R)의 활성층(518)이 배치될 수 있다.
제1 절연막(503)은 스위치 트랜지스터(TFT-S)의 활성층(514) 및 리셋 트랜지스터(TFT-R)의 활성층(518) 상에 배치될 수 있다. 예컨대, 제1 절연막(503)은 실리콘산화물, 실리콘질화물, 또는 실리콘 질산화물과 같은 절연물질을 포함할 수 있으며, PECVD법, APCVD법, LPCVD법 등의 방법으로 형성될 수 있다.
제1 절연막(503)은 스위치 트랜지스터(TFT-S)의 활성층(514)과 스위치 트랜지스터(TFT-S)의 게이트 전극(513) 사이에 개재되어 스위치 트랜지스터(TFT-S)의 게이트절연막으로 기능할 수 있다.
제1 절연막(503)은 리셋 트랜지스터(TFT-R)의 활성층(518)과 리셋 트랜지스터(TFT-R)의 게이트 전극(517) 사이에 개재되어 리셋 트랜지스터(TFT-R)의 게이트절연막으로 기능할 수 있다.
제1 절연막(503)은 실리콘 산화물과 실리콘 질화물이 적층된 구조를 가질 수 있다.
제1 절연막(503)에는 하부 금속층(505)이 형성될 수 있다. 하부 금속층(505)은 금속 물질을 포함할 수 있다. 하부 금속층(505)은 수광 소자(401)로 들어오는 외부 광을 차단시킬 수 있다.
제1 절연막(503)과 제2 절연막(504)에는 스위치 트랜지스터(TFT-S)의 활성층(514)의 소스 영역과 드레인 영역을 정의하는 콘택홀 및 리셋 트랜지스터(TFT-R)의 활성층(518)의 소스 영역과 드레인 영역을 정의하는 콘택홀이 형성될 수 있다. 스위치 트랜지스터(TFT-S)의 제1 전극(511) 및 스위치 트랜지스터(TFT-S)의 제2 전극(512)은 각각 콘택홀 및 활성층에 의해서 전기적으로 연결될 수 있다. 본 발명의 일 예에서 스위치 트랜지스터(TFT-S)의 제1 전극(511)은 드레인 전극일 수 있고, 스위치 트랜지스터(TFT-D)의 제2 전극(512)은 소스 전극일 수 있다.
제1 절연막(503)과 제2 절연막(504)에는 리셋 트랜지스터(TFT-R)의 활성층(518)의 소스 영역과 드레인 영역을 정의하는 콘택홀 및 리셋 트랜지스터(TFT-R)의 활성층(518)의 소스 영역과 드레인 영역을 정의하는 콘택홀이 형성될 수 있다. 리셋 트랜지스터(TFT-R)의 제1 전극(515) 및 스위치 트랜지스터(TFT-S)의 제2 전극(516)은 각각 콘택홀 및 활성층에 의해서 전기적으로 연결될 수 있다.
하부 금속층(505) 상에는 수광 소자(401)가 배치될 수 있다.
제2 절연막(504) 상에는 커버 금속층(506)이 배치될 수 있다. 커버 금속층(506) 역시 전술한 하부 금속층(505)과 마찬가지로 수광 소자(401)로 들어오는 외부 광을 차단시킬 수 있다.
커버 금속층(506)은 리셋 트랜지스터(TFT-R)의 제1 전극(515)과 수광 소자(401)의 애노드 전극(521)을 전기적으로 연결시킬 수 있다.
제2 절연막(504)에는 수광 소자(401)의 애노드 전극(521)에 대응하여 컨택홀(CTH)이 형성될 수 있고, 컨택홀(CTH)을 통해서 수광 소자(401)의 수광 전극(522)은 커버 금속층(506)에 연결되고, 커버 금속층(506)은 전술한 바와 같이 수광 소자(401)의 애노드 전극(521)에 연결될 수 있다. 또한 스위치 트랜지스터(TFT-S)의 제2 전극(512)은 하부 금속층(505)를 통해서 수광 소자(401)의 캐소드 전극(519)과 전기적으로 연결될 수 있다.
따라서, 수광 전극(522)은 변환광(EDL)으로부터 에너지를 흡수할 수 있고, 흡수된 에너지는 수광 소자(401)의 애노드 전극(521)에 전달되어, 전기장이 형성될 수 있다. 그리고 형성된 전기장에 의해서 수광 소자(401)의 활성층(520)에서는 정공 및 전자가 생성되게 되고 이들의 움직임에 의해서 생성된 전류가 커버 금속층(506)을 통해서 픽셀 전극(PXE)으로 흐를 수 있다. 본 발명의 일 예에서, 픽셀 전극(PXE)은 도 4에서 설명한 발광 소자(402)의 애노드 전극일 수 있다.
스위치 트랜지스터(TFT-S) 및 리셋 트랜지스터(TFT-R) 상에는 제3 절연막(507)이 배치될 수 있다. 구체적으로 제3 절연막(507)은 스위치 트랜지스터(TFT-S) 및 리셋 트랜지스터(TFT-R)의 상측을 커버하도록 배치될 수 있다. 제3 절연막(507)은 무기 물질을 포함할 수 있다. 제3 절연막(507)은 스위치 트랜지스터(TFT-S) 및 리셋 트랜지스터(TFT-R)를 보호하는 기능을 할 수 있다.
제3 절연막(507) 상에는 제4 절연막(508)이 배치될 수 있다. 제4 절연막(508)은 수광 소자(401)의 수광 전극(522)을 커버할 수 있다. 제4 절연막(508)은 유기 물질을 포함할 수 있다. 제4 절연막(508)은 도 2에서 설명한 변환광(EDL)을 투과시키는 물질을 포함할 수 있다.
픽셀 전극(PXE) 상에는 픽셀 전극(PXE)의 가장자리를 커버하고 픽셀 전극(PXE)의 중앙부를 노출시키는 소정의 개구부가 정의된 픽셀정의막(PDL)이 배치될 수 있다. 픽셀정의막(PDL)은 예컨대 폴리이미드 등과 같은 유기물로 형성될 수 있다.
픽셀정의막(PDL)은 수광 소자(401)와 중첩할 수 있다. 좀 더 구체적으로, 픽셀정의막(PDL)은 수광 소자(401)와 베이스층(501)의 두께 방향으로 중첩할 수 있다. 따라서, 변환광(EDL)이 스크린(102) 전면으로 투입되는 경우에 픽셀정의막(PDL)은 변환광(EDL)을 투과시키고, 투과된 광은 제4 절연막(508)을 통과하여 수광 전극(522)에 수신될 수 있다.
도 5b는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 픽셀(PX’)의 단면 구조를 도시한 도면이다.
도 5b는 도 5a와 달리 변환광(EDL)이 베이스층(501)의 하면으로 투입되는 경우를 도시하고 있다.
이 경우에는 수광 전극(522’)은 제1 절연막(503) 상면에 배치될 수 있다. 하부 금속층(505’)은 수광 전극(522’)의 가장자리를 커버할 수 있다.
또한 변환광(EDL)이 베이스층(501)의 하면으로 투입되는 경우에는 픽셀정의막(PDL’)은 수광 소자(401’)와 두께 방향으로 중첩되지 않을 수 있다. 따라서, 이 경우에는 픽셀 전극(PXE)이 수광 소자(401’)와 두께 방향으로 중첩될 수 있다.
도 5b에서는 구조적 특징에 따라 도 5a와 달리 커버 금속층(506)은 생략될 수 있고, 나머지 구성에 대해서는 도 5a와 동일한 바 생략하도록 한다.
도 5c는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 픽셀(PX’’)의 단면 구조를 도시한 도면이다.
도 5c는 도 5a와 달리 스위치 트랜지스터(TFT-S’)의 게이트 전극(513’) 및 리셋 트랜지스터(TFT-R’)의 게이트 전극(517’)이 베이스층(501)의 상면에 배치되어 있는 경우를 도시하고 있다.즉 도 5c에서는 스위치 트랜지스터(TFT-S')의 제1 전극(511) 및 제2 전극(512)은 스위치 트랜지스터(TFT-S')의 게이트 전극(513')보다 상측에 배치될 수 있다. 이 경우에는 도 5a와 비교할 때 브릿지(BLD, 이하 금속 연결층으로 지시함)을 포함할 수 있다. 금속 연결층(BLD)은 제3 절연막(507) 및 제4 절연막(508)에 공통으로 형성된 컨택홀(BCTH)을 통해서 하부 금속층(505)과 스위치 트랜지스터(TFT-S)의 제2 전극(512)을 전기적으로 연결시킬 수 있다. 금속 연결층(BLD)의 중심부는 도 5c에 도시된 바와 같이 제4 절연막(508) 상에 배치될 수 있고, 이 경우 픽셀정의막(PDL)은 금속 연결층(BLD)을 커버할 수 있고, 스위치 트랜지스터(TFT-S) 및 수광 소자(401)와 두께 방향으로 중첩할 수 있다. 나머지 구성에 대해서는 도 5a에서 설명하였으므로, 생략하도록 한다.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 표시 패널(DP’)의 평면도이다. 도 7a는 도 6에 도시된 픽셀(PX’’’)의 등가 회로도이다. 도 7b는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 픽셀의 등가 회로도이다.
도 6은 도 3와 비교해서 게이트 구동회로(DCV) 및 게이트 라인들(GL)이 생략되었다.
따라서 도 7a의 회로 역시 도 4의 등가 회로와 비교하여, 스위치 트랜지스터(TFT-S)가 생략되었다. 나아가 도 7a에서는 도 4에 도시된 리셋 트랜지스터(TFT-R)도 생략되었다. 나머지 구성들에 대한 설명은 도 3 및 도 4에서 설명하였는 바 생략하도록 한다.
이처럼 게이트 구동회로(DCV) 및 게이트 라인들(GL)이 생략되고, 앞서 설명한 변환광(EDL)을 통해서만 픽셀들(PX)의 구동 타이밍을 조절함으로써, 표시 패널(DP’)의 베젤 부분을 최소화할 수 있고, 나아가 표시 장치의 슬림화를 구현할 수 있다.
도 7b는 도 7a와 달리 발광 소자(402)가 전원 라인(PL)에 연결되고, 수광 소자(401)가 공통 전원(ELVSS)과 연결될 수 있다. 도 7b의 픽셀의 구동 방식은 도 7a의 픽셀(PX’’’)의 구동 방식과 동일할 수 있다.
도 8a 내지 도 8d는 수광 소자(401)에 흐르는 전류를 증폭시키기 위한 픽셀 회로를 도시한 도면이다.
도 8a는 도 7a와 비교하여 증폭 트랜지스터(TFT-A) 및 구동 트랜지스터(TFT-D)가 더 포함될 수 있다.
증폭 트랜지스터(TFT-A)의 제1 전극은 증폭 전원(APV)에 연결되어 있고, 증폭 트랜지스터(TFT-A)의 제2 전극은 수광 소자(401)의 애노드 전극 및 구동 트랜지스터(TFT-D)의 게이트 전극에 연결될 수 있다. 또한 증폭 트랜지스터(TFT-A)의 게이트 전극은 구동 트랜지스터(TFT-D)의 게이트 전극 및 수광 소자(401)의 애노드 전극에 연결될 수 있다. 구동 트랜지스터(TFT-D)의 제1 전극은 전원 라인(PL)에 연결될 수 있고, 구동 트랜지스터(TFT-D)의 제2 전극은 발광 소자(402)의 애노드 전극에 연결될 수 있다. 본 발명의 일 예에서, 증폭 트랜지스터(TFT-A)의 제1 전극은 드레인 전극일 수 있고, 증폭 트랜지스터(TFT-A)의 제2 전극은 소스 전극일 수 있다. 본 발명의 일 예에서 구동 트랜지스터(TFT-D)의 제1 전극은 드레인 전극일 수 있고, 구동 트랜지스터(TFT-D)의 제2 전극은 소스 전극일 수 있다.
따라서, 증폭 트랜지스터(TFT-A)에서 전달되는 전류와 수광 소자(401)에서 전달되는 전류가 구동 트랜지스터(TFT-D)의 게이트 전극에 인가된다. 그 결과, 구동 트랜지스터(TFT-D)의 게이트 전극에 인가되는 전하량에 대응하여 구동 트랜지스터(TFT-D_를 통해 발광 소자(402)로 전달되는 전류량이 제어될 수 있다. 즉 발광 소자(402)에 흐르는 전류는 도 8a에서 흐르는 전류보다 증폭될 수 있다.
도 8b는 도 8a에서 발광 소자(402)의 위치가 변경되었다. 도 8b를 참조하면 발광 소자(402)의 애노드 전극이 전원 라인(PL)에 연결될 수 있고, 발광 소자(402)의 캐소드 전극이 구동 트랜지스터(TFT-D)의 제1 전극에 연결될 수 있다. 나머지 내용에 대해서는 도 8b와 동일하므로 설명을 생략하도록 한다.
도 8a 및 도 8b에서 증폭 트랜지스터(TFT-A) 및 구동 트랜지스터(TFT-D)는 NMOS 트랜지스터로 도시되었지만, 도 8c 및 도 8d에서처럼 증폭 트랜지스터(TFT-A) 및 구동 트랜지스터(TFT-D)는 PMOS 트랜지스터일 수 있다.
도 8c에서는 수광 소자(401)의 캐소드 전극이 구동 트랜지스터(TFT-D’)의 게이트 전극 및 증폭 트랜지스터(TFT-A’)의 제2 전극에 연결될 수 있다. 구동 트랜지스터(TFT-D’)의 제1 전극은 증폭 전원(APV)에 연결될 수 있다. 도 8d는 도 8c에서 발광 소자(402)의 위치가 변경되었다. 도 8d를 참조하면 발광 소자(402)의 애노드 전극이 전원 라인에 연결될 수 있고, 발광 소자(402)의 캐소드 전극이 구동 트랜지스터(TFT-D’)의 제1 전극에 연결될 수 있다. 나머지 내용에 대해서는 도 8c와 동일하므로 설명을 생략하도록 한다.
도 9a는 도 7a에서 스위치 트랜지스터(TFT-S)가 추가된 픽셀 회로를 도시한 도면이다.
도 9a에서 스위치 트랜지스터(TFT-S)의 제1 전극은 전원 라인(PL)에 연결될 수 있고, 스위치 트랜지스터(TFT-S)의 제2 전극은 수광 소자(401)의 캐소드 전극에 연결될 수 있다. 스위치 트랜지스터(TFT-S)의 게이트 전극은 게이트 라인에 연결될 수 있다. 나머지 내용에 대해서는 도 7a에서 설명된 내용과 동일하다. 즉 도 4에서 리셋 트랜지스터(TFT-R)는 생략될 수 있다.
도 9b는 도 7a에서 리셋 트랜지스터(TFT-R)가 추가된 픽셀 회로를 도시한 도면이다.
도 9b에서 리셋 트랜지스터(TFT-R)의 제1 전극은 공통 전원(ELVSS)에 연결될 수 있고, 리셋 트랜지스터(TFT-R)의 제2 전극은 수광 소자(401)의 애노드 전극 및 발광 소자(402)의 애노드 전극에 연결될 수 있다. 리셋 트랜지스터(TFT-R)의 게이트 전극에는 리셋 신호(RS)가 인가될 수 있다. 나머지 내용에 대해서는 도 7a에서 설명된 내용과 동일하다. 즉 도 4에서 스위치 트랜지스터(TFT-S)는 생략될 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 2a 및 도 10을 참조하면, 광 변조기(112)는 복수개의 광픽셀들(112_S)을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 예로, 광픽셀들(112_S)은 전술한 액정층을 포함할 수 있고, 수신된 광(ECL)의 세기를 액정층을 통해 변환시켜 변환광(EDL)을 생성할 수 있다.
광픽셀들(112_S) 각각은 픽셀들(PX) 각각에 대응하여 변환광(EDL)을 출사할 수 있다. 도 10에서 픽셀들(PX)은 각각 복수의 제1 픽셀들(PX), 복수의 제2 픽셀들(PX), 및 복수의 제3 픽셀들(PX)을 포함할 수 있다.
광픽셀들(112_S)의 수는 픽셀들(PX)의 수와 동일할 수 있다. 본 발명의 일 예로, 광픽셀들(112_S) 중 어느 하나는 픽셀들(PX) 중 어느 하나에 대응하여 해당 픽셀에 변환광(EDL)을 출사할 수 있다. 즉, 광픽셀들(112_S) 각각은 픽셀들(PX) 중 어느 하나의 픽셀(PX)에 변환광(EDL)을 출사하고, 이러한 방식으로 픽셀들(PX) 각각은 도 4에서 설명한 방식으로 모두 구동될 수 있다. 또한 변환광(EDL)은 레이저광일 수 있다. 본 발명의 일 예로, 변환광(EDL)은 적외선 레이저(IR Laser)일 수 있다. 이 경우,광픽셀들(112_S) 각각으로부터 출사되는 레이저광(EDL)이 픽셀들(PX) 중 어느 하나에 보다 정확하게 도달할 수 있다. 따라서, 변환광(EDL)이 레이저광인 경우에는, 일반적인 광의 확산에 의해서 주변 픽셀의 구동을 간섭하는 현상(즉, 대응되지 않는 광픽셀로부터의 광을 수광하게 되는 현상)이 개선될 수 있고, 결과적으로 영상의 화질을 개선시킬 수 있다.
도 11a 및 도 11b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 11a 및 도 11b를 참조하면, 이 경우에는 한 개의 프레임(FR) 중 제1 서브 프레임(SUB_1)에서 픽셀들(PX) 중 제1 픽셀(PX1)의 스위치 트랜지스터(TFT-S)가 턴 온될 수 있다. 이 경우 광픽셀들(112_S) 중 어느 하나의 광픽셀(112_S)로부터 출사되는 변환광(EDL)을 수신할 수 있다. 한 개의 프레임 중 제1 서브 프레임(SUB_1)에 후속하는 제2 서브 프레임(SUB_2)에서 픽셀들(PX) 중 제1 픽셀(PX1)와 상이한 제2 픽셀(PX2)의 스위치 트랜지스터(TFT-S)가 턴 온될 수 있다. 이 경우, 제1 픽셀(PX1)에 변환광(EDL)을 출사한 광픽셀(112_S)과 동일한 광픽셀(112_S)로부터 출사되는 변환광(EDL)을 수신할 수 있다. 이상 제1 서브 프레임(SUB_1)과 제2 서브 프레임(SUB_2)이 중첩되지 않는 것으로 설명하였지만, 이에 한정되지 않으며, 제1 서브 프레임(SUB_1)과 제2 서브 프레임(SUB_2)은 서로 중첩할 수 있다.
이처럼, 하나의 광픽셀(112_S)이 하나의 프레임을 복수의 서브 프레임(SUB1, SUB2)으로 구분하고, 각각의 서브 프레임에 대응하여 복수개의 픽셀들(PX, 예를 들어, PX1 및 PX2)을 구동시킬 수 있다. 이러한 방식을 통해서 적은 광픽셀들(112_S)을 이용하여 광픽셀들(112_S)의 수보다 많은 픽셀들(PX)을 구동시킴으로 높은 해상도의 영상을 구현할 수 있다.
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 12a 및 도 12b를 참조하면, 광 변조기(112’)는 서로 다른 파장의 변환광(EDL)을 출사하는 복수개의 광픽셀들을 포함할 수 있다. 구체적으로 광 변조기(112')는 제1 파장의 변환광(EDL)을 출사하는 제1 광픽셀(SBL_1), 제1 파장과 상이한 제2 파장의 변환광(EDL)을 출사하는 제2 광픽셀(SBL_2), 및 제1 및 제2 파장과 상이한 제3 파장의 변환광(EDL)을 출사하는 제3 광픽셀(SBL_3)을 포함할 수 있다.
픽셀들(PX) 각각의 수광 소자(401) 상에는 컬러 필터(CF1, CF2, CF3)가 배치될 수 있다. 따라서 픽셀들(PX) 각각은 서로 다른 파장의 변환광(EDL)들 중 어느 하나를 선택적으로 수신할 수 있다. 따라서, 제1 픽셀(PX1)은 제1 파장의 변환광(EDL)을 선택적으로 수신할 수 있고, 제2 픽셀(PX2)은 제2 파장의 변환광(EDL)을 선택적으로 수신할 수 있고, 제3 픽셀(PX3)은 제3 파장의 변환광(EDL)을 선택적으로 수신할 수 있다. 예를 들어, 제1 픽셀(PX1)의 수광 소자(401) 상에서는 제1 컬러 필터(CF1)가 배치되어, 제1 픽셀(PX1)은 제1 파장의 변환광(EDL)을 선택적으로 수신할 수 있고, 제2 픽셀(PX2)의 수광 소자(401) 상에서는 제2 컬러 필터(CF2)가 배치되어, 제2 픽셀(PX2)은 제2 파장의 변환광(EDL)을 선택적으로 수신할 수 있고, 제3 픽셀(PX3)의 수광 소자(401) 상에서는 제3 컬러 필터(CF3)가 배치되어, 제3 픽셀(PX3)은 제3 파장의 변환광(EDL)을 선택적으로 수신할 수 있다.
이처럼, 픽셀들(PX) 각각이 서로 다른 파장의 변환광(EDL)들 중 어느 하나를 선택적으로 수신함에 따라서, 영상을 표시하는 과정에서 발생될 수 있는 색 섞임 현상을 완화시킬 수 있다.
도 13a 및 도 13b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 13a 및 도 13b를 참조하면, 광 변조기(112’)는 서로 다른 파장의 변환광(EDL)을 출사하는 복수개의 광픽셀들을 포함할 수 있다. 구체적으로 광 변조기(112')는 제1 파장의 변환광(EDL)을 출사하는 제1 광픽셀(SBL_1), 제1 파장과 상이한 제2 파장의 변환광(EDL)을 출사하는 제2 광픽셀(SBL_2), 및 제1 및 제2 파장과 상이한 제3 파장의 변환광(EDL)을 출사하는 제3 광픽셀(SBL_3)을 포함할 수 있다.
복수개의 광픽셀들(SBL_1, SBL_2, SBL_3)은 변환광(EDL)을 순차적으로 출사할 수 있다. 구체적으로, 제1 광픽셀(SBL_1)이 제1 파장의 변환광(EDL)을 출사한 후, 제2 광픽셀(SBL_2)이 제2 파장의 변환광(EDL)을 출사할 수 있다. 그리고 제2 광픽셀(SBL_2)이 제2 파장의 변환광(EDL)을 추사한 후, 제3 광픽셀(SBL_3)이 제3 파장의 변환광(EDL)을 출사할 수 있다.
이 경우, 픽셀들(PX) 각각은 서로 다른 파장의 변환광(EDL)들 중 어느 하나를 선택적으로 수신할 수 있다. 따라서, 제1 파장의 변환광(EDL)이 출사되는 경우 제1 픽셀(PX1)의 스위치 트랜지스터(TFT-S)에 의해서 제1 픽셀(PX1)은 구동되어 제1 파장의 변환광(EDL)을 수신할 수 있고, 제2 픽셀(PX2) 및 제3 픽셀(PX3)은 구동되지 않는다. 제2 파장의 변환광(EDL)이 출사되는 경우 제2 픽셀(PX2)의 스위치 트랜지스터(TFT-S)에 의해서 제2 픽셀(PX2)은 구동되어 제2 파장의 변환광(EDL)을 수신할 수 있고, 제1 픽셀(PX1) 및 제3 픽셀(PX3)은 구동되지 않는다. 제3 파장의 변환광(EDL)이 출사되는 경우 제3 픽셀(PX3)의 스위치 트랜지스터(TFT-S)에 의해서 제3 픽셀(PX3)은 구동되어 제3 파장의 변환광(EDL)을 수신할 수 있고, 제1 픽셀(PX1) 및 제2 픽셀(PX2)은 구동되지 않는다.
이처럼, 픽셀들(PX) 각각이 순차적으로 출사되는 변환광(EDL)에 따라 순차적으로 구동함에 따라, 스크린(102)이 영상을 표시하는 데에 있어서 발생할 수 있는 색 혼합 현상을 완화시킬 수 있다.
도 14a 내지 14c는 사용자(USER)가 표시 장치에서 표시되는 영상을 시인하는 방법을 설명하기 위한 개략도이다.
사용자(USER)가 영상을 시인하는 방법으로는 프로젝터(101)의 위치에 따라 구별될 수 있다.
이상 프로젝터(101)가 베이스층(501) 전면에 변환광(EDL)을 출사하고, 베이스층(501)의 전면 상에 픽셀들(PX)이 배치되는 경우를 전제로 하여 설명하였으며, 이하 다른 경우들을 설명하도록 한다.
도 14a를 참조하면, 베이스층(501)의 후면에 픽셀들(PX)이 배치될 수 있다. 프로젝터(101)는 베이스층(501)의 전면을 향해 변환광(EDL)을 출사할 수 있고, 사용자(USER)는 베이스층(501)의 전면을 바라보는 방향에서 영상(IM’)을 시인할 수 있다.
도 14b를 참조하면, 베이스층(501)의 전면에 픽셀들(PX)이 배치될 수 있다. 프로젝터(101)는 베이스층(501)의 후면을 향해 변환광(EDL)을 출사할 수 있고, 사용자(USER)는 베이스층(501)의 전면을 바라보는 방향에서 영상(IM’’)을 시인할 수 있다.
도 14c를 참조하면, 베이스층(501) 후면에 픽셀들(PX)이 배치될 수 있다. 프로젝터(101)는 베이스층(501)의 후면을 향해 변환광(EDL)을 출사할 수 있고, 사용자(USER)는 베이스층(501)의 전면을 바라보는 방향에서 영상(IM’’’)을 시인할 수 있다.
이처럼 장소, 목적 등에 따라 사용자(USER)가 영상을 시인하게 하는 방식을 달리할 수 있다.
도 15a 내지 도 15c는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 표시 장치를 설명하기 도면이다.
도 15a를 참조하면, 스크린(102)에는 영상이 표시되는 제1 면(F1) 및 제1 면(F1)과 제2 면(F2)이 정의될 수 있다. 본 발명의 일 예로, 제1 면(F1)은 스크린(102)의 전면일 수 있고, 제2 면(F2)은 스크린(102)의 후면일 수 있다.
프로젝터(101)는 변환광(EDL)을 제2 면(F2)을 향해 출사할 수 있다.
제1 광학 시트(RST1)는 제2 면(F2) 상에 배치될 수 있다. 따라서 프로젝터(101)는 변환광(EDL)을 제1 광학 시트(RST1)를 향해 출사할 수 있다.
제1 광학 시트(RST1)는 변환광(EDL)을 투과시킬 수 있고, 제1 광학 시트(RST1)는 변환광(EDL)의 제외한 나머지 파장의 광은 흡수할 수 있다. 좀 더 구체적으로 설명하면, 제1 광학 시트(RST1)는 변환광(EDL)의 파장이 포함되는 제1 파장대역의 광을 투과시킬 수 있고, 제1 파장대역과 다른 제2 파장대역의 광을 흡수할 수 있다. 예를 들어, 변환광(EDL)은 적외선일 수 있고, 제1 광학 시트(RST1)는 제1 파장대역의적외선은 투과시키고, 적외선의 파장대역을 제외한 제2 파장대역의 광은 흡수시킬 수 있다. 제1 광학 시트(RST1)는 유기 물질을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 예로, 제1 광학 시트(RST1)는 흑색 계열의 물질을 포함할 수 있다.
이처럼 제1 광학 시트(RST1)가 프로젝터(101)에서 출사되는 변환광(EDL)은 투과시키고, 나머지 파장대의 광은 흡수함으로써, 스크린(102)에 전달되는 신호 전달을 방해하지 않을 수 있고, 변환광(EDL)의 파장을 제외한 나머지 파장들을 흡수함으로써 제1 광학 시트(RST1)는 다양한 기능을 수행할 수 있다.
도 15b를 참조하면, 프로젝터(101)는 변환광(EDL)을 제2 면(F2)을 향해 출사할 수 있다.
제2 광학 시트(RST2)는 제1 면(F1) 상에 배치될 수 있다. 따라서 프로젝터(101)는 변환광(EDL)을 제2 광학 시트(RST2)를 향해 출사할 수 있다. 즉, 프로젝터(101)는 변환광(EDL)을 제2 면(F2)으로 출사할 수 있다.
제2 광학 시트(RST2)는 변환광(EDL)의 일부를 흡수할 수 있다. 예를 들어 제2 광학 시트(RST2)는 출사되는 변환광(EDL)의 50% 이상을흡수할 수 있는 물질을 포함할 수 있다. 따라서스크린(102)에 의해서 영상을 표시하는 데 이용된 변환광(EDL)을 제외하고, 잔류하는 변환광(EDL)을 제2 광학 시트(RST2)는 흡수할 수 있다.
이처럼 제2 광학 시트(RST2)가 프로젝터(101)에서 출사되는 변환광(EDL)이 스크린(102)에 신호를 전달하고 난 뒤 잔류하는 광의 대부분을 흡수함으로써, 변환광(EDL)이 사용자(USER)에게 전달되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 사용자(USER)의 입장에서 영상의 시인성이 개선될 수 있다.
도 15c는 도 15b와 비교하여 프로젝터(101)가 변환광(EDL)을 제1 면(F1)을 향해 출사하는 것을 제외하고 나머지는 동일하다.
즉, 제2 광학 시트(RST2)는 프로젝터(101)로부터 출사되는 변환광(EDL)의 일부를 흡수하고, 제2 광학 시트(RST2)에 의해서 흡수가 되지 않은 나머지 변환광(EDL)을 이용하여 스크린(102)은 영상을 표시할 수 있다.
이처럼 제2 광학 시트(RST2)가 프로젝터(101)에서 출사되는 변환광(EDL)이 스크린(102)에 신호를 전달하기 전에, 변환광(EDL)의 일부를 흡수함으로써, 변환광(EDL)이 제1 면(F1) 측으로 반사되어사용자(USER)에게 전달되는 것을 방지할 수 있다. 따라서 사용자(USER)의 입장에서 영상의 시인성이 개선될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
101: 프로젝터 TFT-S: 스위치 트랜지스터
102: 스크린 RST1: 제1 광학 시트
EDL: 변환광 RST2: 제2 광학 시트

Claims (22)

  1. 영상을 표시하는 복수의 픽셀들을 포함하는 스크린; 및
    광을 출사하는 광원 및 상기 광의 세기를 변환시켜 상기 픽셀들 각각에 표시되는 상기 영상의 정보를 포함하는 변환광을 출사하는 광 변조기를 포함하는 프로젝터를 포함하고,
    상기 픽셀들 각각은,
    상기 프로젝터로부터 상기 변환광을 수광하고, 상기 변환광의 세기에 비례하는 전류를 생성하는 수광 소자; 및
    상기 수광 소자에 전기적으로 연결되고, 상기 수광 소자에 의해 생성된 상기 전류를 수신하고, 상기 전류를 근거로 상기 영상을 표시하는 발광 소자를 포함하는표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 광 변조기는 복수의 광픽셀들을 포함하고,
    상기 광픽셀들 각각은 상기 광을 수신하여 상기 변환광을 출사하고,
    상기 영상의 정보는 상기 영상의 휘도 정보인 표시 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    광학 시트를 더 포함하고,
    상기 스크린에는 상기 영상이 표시되는 제1 면 및 상기 제1 면과 대향하는 제2 면이 정의되고,
    상기 프로젝터는 상기 변환광을 상기 제2 면으로 출사하고,
    상기 광학 시트는 상기 제2 면 상에 배치되는 표시 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 광학 시트는 상기 변환광의 파장이 포함되는 제1 파장대역의 광을 투과 시키고, 상기 제1 파장대역과 다른 제2 파장대역의 광을 흡수하는 표시 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 변환광은 상기 제1 파장대역의 적외선 광인 표시 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    광학 시트를 더 포함하고,
    상기 스크린에는 상기 영상이 표시되는 제1 면 및 상기 제1 면과 대향하는 제2 면이 정의되고,
    상기 프로젝터는 상기 변환광을 상기 제1 면으로 출사하고,
    상기 광학 시트는 상기 제1 면 상에 배치되고, 상기 제1 면으로 출사하는 상기 변환광의 일부를 흡수하는 표시 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    광학 시트를 더 포함하고,
    상기 스크린에는 상기 영상이 표시되는 제1 면 및 상기 제1 면과 대향하는 제2 면이 정의되고,
    상기 프로젝터는 상기 변환광을 상기 제2 면으로 출사하고,
    상기 광학 시트는 상기 제1 면 상에 배치되고, 상기 변환광 중 상기 스크린을 투과한 광을 흡수하는 표시 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 광 변조기는 복수의 광픽셀들을 포함하고,
    상기 광픽셀들 각각은 상기 광을 수신하여 상기 변환광을 출사하고,
    상기 광픽셀들은 상기 픽셀들 각각에 대응하여 상기 변환광을 출사하는 표시 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 광픽셀들의 수는 상기 픽셀들의 수와 같은 표시 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 광원은 서로 다른 파장의 상기 변환광을 출사하는 복수개의 광픽셀들을 포함하고,
    상기 픽셀들 각각은 서로 다른 파장의 상기 변환광들 중 어느 하나를 선택적으로 수신하는 표시 장치.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 광원은 서로 다른 파장의 상기 변환광을 순차적으로 각각 출사하는 복수개의 광픽셀들을 포함하고,
    상기 픽셀들 각각은 순차적으로 출사되는 상기 변환광에 따라, 순차적으로 구동되는 표시 장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 광픽셀들은 제1 파장의 상기 변환광을 출사하는 제1 광픽셀, 제2 파장의 상기 변환광을 출사하는 제2 광픽셀, 제3 파장의 상기 변환광을 출사하는 제3 광픽셀을 포함하고,
    상기 픽셀들은 제1 픽셀, 제2 픽셀, 및 제3 픽셀을 포함하고,
    상기 제1 광픽셀이 상기 제1 파장의 상기 변환광을 출사할 때, 상기 제1 픽셀은 상기 제1 픽셀의 스위치 트랜지스터에 의해서 구동되어 상기 제1 파장의 상기 변환광을 수신하고,
    상기 제2 광픽셀이 상기 제2 파장의 상기 변환광을 출사할 때, 상기 제2 픽셀은 상기 제2 픽셀의 스위치 트랜지스터에 의해서 구동되어 상기 제2 파장의 상기 변환광을 수신하고,
    상기 제3 광픽셀이 상기 제3 파장의 상기 변환광을 출사할 때, 상기 제3 픽셀은 상기 제3 픽셀의 스위치 트랜지스터에 의해서 구동되어 상기 제3 파장의 상기 변환광을 수신하는 표시 장치.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 발광 소자들 사이에 배치되는 픽셀정의막을 더 포함하고,
    상기 스크린에는 제1 면 및 제2 면이 정의되고,
    상기 제1 면에서 상기 영상이 표시되고, 상기 프로젝터는 상기 변환광을 상기 제1 면으로 출사하고,
    상기 픽셀정의막은 상기 수광 소자와 중첩하는 표시 장치.
  14. 제1 항에 있어서,
    상기 발광 소자들 사이에 배치되는 픽셀정의막을 더 포함하고,
    상기 픽셀들 각각은 상기 발광 소자를 선택적으로 구동하는 스위치 트랜지스터를 더 포함하고,
    상기 스크린에는 제1 면 및 제2 면이 정의되고,
    상기 제1 면에서 상기 영상이 표시되고,
    상기 프로젝터는 상기 변환광을 상기 제2 면으로 출사하고,
    상기 픽셀정의막은 상기 스위치 트랜지스터와 중첩하는 표시 장치.
  15. 제1 항에 있어서,
    픽셀정의막을 더 포함하고,
    상기 픽셀들 각각은 상기 발광 소자를 선택적으로 구동하는 스위치 트랜지스터를 더 포함하고,
    상기 스크린에는 제1 면 및 제2 면이 정의되고,
    상기 제1 면에서 상기 영상이 표시되고,
    상기 프로젝터는 상기 변환광을 상기 제1 면으로 출사하고,
    상기 스위치 트랜지스터의 소스 전극 및 드레인 전극 중 어느 하나는 상기 수광 소자와 브릿지를 통해서 전기적으로 연결되고,
    상기 스위치 트랜지스터의 상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극은 상기 스위치 트랜지스터의 게이트 전극보다 상측에 배치되고,
    상기 픽셀정의막은 상기 수광 소자 및 상기 스위치 트랜지스터와 중첩하는 표시 장치.
  16. 제1 항에 있어서,
    상기 광원은 복수개의 광픽셀들을 포함하고,
    한 개의 프레임 중 제1 서브 프레임에서 상기 픽셀들 중 제1 픽셀이 구동되어 상기 광픽셀들 중 어느 하나의 광픽셀로부터 출사되는 변환광을 수광하고,
    상기 한 개의 프레임 중 상기 제1 서브 프레임에 후속하는 제2 서브 프레임에서 상기 픽셀들 중 상기 제1 픽셀과 상이한 제2 픽셀이 구동되어 상기 어느 하나의 광픽셀으로부터 출사되는 상기 변환광을 수광하는 표시 장치.
  17. 제1 항에 있어서,
    상기 픽셀들 각각은 상기 수광 소자와 상기 발광 소자를 연결하고, 상기 수광 소자에 의해서 생성되는 전류를 증폭시키는 증폭 트랜지스터를 더 포함하는 표시 장치.
  18. 제1 항에 있어서,
    직류 전원을 상기 픽셀들 각각에 제공하는 전원 구동부를 더 포함하고,
    상기 직류 전원에 의해서, 상기 픽셀들 각각의 수광 소자에서 생성되는 전류값이 결정되는 표시 장치.
  19. 제1 항에 있어서,
    상기 픽셀들 각각은 상기 발광 소자를 선택적으로 구동하는 스위치 트랜지스터를 더 포함하는 표시 장치.
  20. 제1 항에 있어서,
    상기 광원은 복수의 광픽셀들을 포함하고,
    상기 변환광은 레이저광이고,
    상기 광픽셀들 각각으로부터 출사되는 상기 레이저광은 상기 픽셀들 중 어느 하나의 픽셀에 도달하는 표시 장치.
  21. 영상을 표시하는 복수의 픽셀을 포함하고,
    상기 픽셀들 각각은,
    외부광을 수신하여, 상기 외부광의 세기에 비례하는 전류를 생성하는 수광 소자; 및
    상기 수광 소자에 전기적으로 연결되고, 상기 수광 소자에 의해 생성된 상기 전류를 수신하며, 상기 전류를 근거로 영상을 표시하는 발광 소자를 포함하고,
    상기 외부광은 상기 영상의 정보를 포함하는 표시 장치.
  22. 광을 출사하는 단계;
    상기 광의 세기를 변환시켜, 영상의 정보를 포함하는 변환광을 프로젝터를 통해 출사하는 단계;
    스크린의 복수의 픽셀들 각각에 상기 변환광을 출사하는 단계;
    상기 스크린의 각 픽셀에 구비된 수광 소자를 통해 상기 변환광을 수광하여, 광의 세기에 비례하는 전류를 생성하는 단계; 및
    상기 스크린의 상기 각 픽셀에 구비되고 상기 수광 소자에 전기적으로 연결되어 상기 전류를 수신하는 발광 소자를 통해, 상기 전류를 근거로 상기 영상을 표시하는 단계를 포함하는 표시 장치의 구동 방법.
KR1020170094374A 2017-07-25 2017-07-25 표시 장치 및 이의 구동 방법 KR102346031B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170094374A KR102346031B1 (ko) 2017-07-25 2017-07-25 표시 장치 및 이의 구동 방법
US15/971,811 US10769988B2 (en) 2017-07-25 2018-05-04 Display device configured to measure light and adjust display brightness and a method of driving the same
CN201810823993.0A CN109300439B (zh) 2017-07-25 2018-07-25 构造为测量光和调节显示亮度的显示装置及驱动其的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170094374A KR102346031B1 (ko) 2017-07-25 2017-07-25 표시 장치 및 이의 구동 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190011868A KR20190011868A (ko) 2019-02-08
KR102346031B1 true KR102346031B1 (ko) 2022-01-03

Family

ID=65038154

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170094374A KR102346031B1 (ko) 2017-07-25 2017-07-25 표시 장치 및 이의 구동 방법

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10769988B2 (ko)
KR (1) KR102346031B1 (ko)
CN (1) CN109300439B (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102452251B1 (ko) 2017-08-04 2022-10-11 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
CN111312161B (zh) * 2020-04-02 2021-03-16 武汉华星光电技术有限公司 像素驱动电路以及显示面板

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170208303A1 (en) * 2016-01-20 2017-07-20 Seiko Epson Corporation Projector and control method

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9220104D0 (en) 1992-09-07 1992-11-04 Philips Electronics Uk Ltd Matrix display device with light sensing function
JPH09127544A (ja) 1995-10-27 1997-05-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd 投写型画像表示装置
GB9828287D0 (en) 1998-12-23 1999-02-17 Secr Defence Brit Image display system
US7976169B2 (en) 2003-05-14 2011-07-12 Sun Innovations, Inc. Waveguide display
CA2542793A1 (en) * 2003-11-03 2005-05-12 Super-Imaging, Inc. Light emitting material integrated into a substantially transparent substrate
KR100601678B1 (ko) * 2004-05-22 2006-07-14 삼성전자주식회사 화상투사장치
WO2006094262A2 (en) 2005-03-03 2006-09-08 Superimaging, Inc. Display
US20070069632A1 (en) 2005-09-26 2007-03-29 Toppoly Optoelectronics Corp. Electroluminescent device and pixel device
JP2008216525A (ja) * 2007-03-02 2008-09-18 Seiko Epson Corp 画像表示装置
EP1976304A1 (en) 2007-03-31 2008-10-01 Sony Deutschland Gmbh Method for image projection, image projecting apparatus and screen
KR100882679B1 (ko) 2007-09-14 2009-02-06 삼성모바일디스플레이주식회사 발광표시장치 및 그의 제조방법
JP5214223B2 (ja) * 2007-11-15 2013-06-19 船井電機株式会社 プロジェクタ
US8508507B2 (en) 2009-04-08 2013-08-13 Integrated Digital Technologies, Inc. Input detection systems and methods for display panels with embedded photo sensors
JP2011123876A (ja) * 2009-11-12 2011-06-23 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置
KR101672343B1 (ko) 2009-12-10 2016-11-04 삼성전자주식회사 광터치 패널 및 그 구동 방법
US8890771B2 (en) 2010-01-06 2014-11-18 Apple Inc. Transparent electronic device
CN201689258U (zh) * 2010-01-15 2010-12-29 上海三鑫科技发展有限公司 微型投影机
WO2011113374A1 (zh) 2010-03-18 2011-09-22 深圳市光峰光电技术有限公司 显示方法及显示装置
KR20120075971A (ko) 2010-12-29 2012-07-09 삼성모바일디스플레이주식회사 적층형 포토다이오드 및 그 제조방법
JP5834615B2 (ja) * 2011-08-18 2015-12-24 株式会社リコー プロジェクタ、その制御方法、そのプログラム、及び、そのプログラムを記録した記録媒体
KR102008956B1 (ko) 2012-07-18 2019-08-09 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 및 그 제조 방법
KR102050503B1 (ko) 2012-10-16 2019-11-29 삼성전자주식회사 다수의 세그먼트로 분할된 광학적 어드레싱 공간 광변조기, 이를 이용한 홀로그래픽 3차원 영상 표시 장치 및 방법
US9921425B2 (en) 2013-04-05 2018-03-20 Jiansheng Wang Switchable projection panel
US20140307055A1 (en) 2013-04-15 2014-10-16 Microsoft Corporation Intensity-modulated light pattern for active stereo
KR101944035B1 (ko) 2013-04-25 2019-01-30 엘지디스플레이 주식회사 투명표시장치
JP2016526181A (ja) 2013-05-10 2016-09-01 マグナ インターナショナル インコーポレイテッド 不透明／透明投影スクリーンを用いたプロジェクタ
KR102093341B1 (ko) 2013-06-24 2020-03-25 삼성전자주식회사 광학적 어드레싱 공간 광변조기 기반 홀로그래픽 디스플레이
US10116868B2 (en) 2014-04-28 2018-10-30 Qualcomm Incorporated Display-integrated user-classification, security and fingerprint system
US9836165B2 (en) 2014-05-16 2017-12-05 Apple Inc. Integrated silicon-OLED display and touch sensor panel
EP2993899A1 (en) * 2014-09-05 2016-03-09 Funai Electric Co., Ltd. Image projection apparatus
US9753361B2 (en) 2014-10-31 2017-09-05 Sharp Kabushiki Kaisha Transparent display including a screen with patterned light deflective elements
DE102016200109A1 (de) 2015-09-18 2017-03-23 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Vorrichtung und Verfahren zur Erfassung von Gegenständen in einem Erfassungsbereich

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170208303A1 (en) * 2016-01-20 2017-07-20 Seiko Epson Corporation Projector and control method

Also Published As

Publication number Publication date
CN109300439A (zh) 2019-02-01
CN109300439B (zh) 2022-02-11
US10769988B2 (en) 2020-09-08
KR20190011868A (ko) 2019-02-08
US20190035328A1 (en) 2019-01-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10579854B2 (en) Electroluminescent display device integrated with fingerprint sensor
KR102400868B1 (ko) 표시 장치
KR102592857B1 (ko) 표시패널 및 이를 포함하는 표시장치
US11501556B2 (en) Display device
WO2017166581A1 (zh) 光学指纹传感器模组
TWI679630B (zh) 顯示裝置及顯示模組
KR102600289B1 (ko) 표시 장치
CN103576380B (zh) 液晶显示装置
US10409337B2 (en) Display device comprising prism sheet between a window member and a proximity sensor
US20080074401A1 (en) Display with infrared backlight source and multi-touch sensing function
KR20210064483A (ko) 입력 감지 기능을 갖는 표시 패널 및 표시 장치
US9588601B2 (en) Information display apparatus
KR20200085401A (ko) 지문 센서 및 이를 포함하는 표시 장치
KR102346031B1 (ko) 표시 장치 및 이의 구동 방법
KR20200090282A (ko) 표시 장치
KR102242652B1 (ko) 포토 센싱 화소를 갖는 표시 장치
KR20190135535A (ko) 표시 장치
CN111123569A (zh) 显示模组及电子设备
US8242998B2 (en) Liquid crystal display with infrared detection layer and remote control display system with same
CN211604146U (zh) 一种显示面板以及显示装置
KR102505333B1 (ko) 전자장치 및 이에 구비된 표시모듈
US20110285643A1 (en) Optical touch display device
CN111198454B (zh) 液晶显示模组以及液晶显示屏
LU500363B1 (en) Optical data transmission in light emitting modules
KR102662389B1 (ko) 표시 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant