KR102414780B1 - 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는, 투명 기판, 상기 투명 기판의 제1 면 측에 배치되는 복수의 발광 소자들 및 상기 투명 기판의 상기 제1 면 및 상기 제1 면에 반대되는 제2 면 중 어느 하나의 면 측에 배치되는 수광 센서를 포함하고, 상기 발광 소자에서 생성되는 광은 상기 투명 기판의 상기 제1 면이 향하는 제1 방향 및 상기 제2 면이 향하는 제2 방향으로 조사되고, 상기 수광 센서는, 상기 제2 면을 통하여 조사되는 광이 외부에서 반사된 후 돌아오는 반사광을 감지한다.

Description

표시 장치{DISPLAY APPARATUS}
본 발명은 표시 장치에 관한 것이다.
디스플레이 및 기타 부품들의 소형화 및 박막화로 인하여 안경, 시계 또는 의복 등과 같이 사용자가 신체의 일부처럼 착용하여 사용할 웨어러블 디바이스가 다수 출시되고 있다.
상기 웨어러블 디바이스는 일반적으로 이미지를 표시하는 표시 장치와, 외부와 통신을 수행하는 통신 모듈 및 이들을 제어하기 위한 제어 장치 등으로 구성되며, 사용자에게 원하는 정보를 제공하거나 또는 사용자의 상태를 모니터링 할 수 있다.
다만, 정보를 표시하기 상기 표시 장치와 사용자의 상태를 모니터링 하기 위한 센서를 별도로 구비하는 경우, 상기 웨어러블 디바이스의 전체적인 두께가 증가될 수 있으며, 상기 두께 증가로 인하여 착용감이 저하될 수 있다.
본 발명은 전술한 배경 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 일 방향 및 반대 방향으로 광을 조사할 수 있으며, 이로부터 대상물의 상태를 감지할 수 있는 표시 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는, 투명 기판, 상기 투명 기판의 제1 면 측에 배치되는 복수의 발광 소자들 및 상기 투명 기판의 상기 제1 면 및 상기 제1 면에 반대되는 제2 면 중 어느 하나의 면 측에 배치되는 수광 센서를 포함하고, 상기 발광 소자에서 생성되는 광은 상기 투명 기판의 상기 제1 면이 향하는 제1 방향 및 상기 제2 면이 향하는 제2 방향으로 조사되고, 상기 수광 센서는, 상기 제2 면을 통하여 조사되는 광이 외부에서 반사된 후 돌아오는 반사광을 감지한다.
또한, 상기 복수의 발광 소자들은 상기 제1 방향을 향하여 광을 발산하며, 상기 제1 방향으로 발산되는 광의 일부를 상기 제2 방향으로 반사시키는 반사부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 반사부에는, 상기 발광 소자의 발광면 일부를 덮으며, 상기 제1 방향을 향하여 함몰되어 있는 반사면이 형성되어 있을 수 있다.
또한, 상기 반사부 및 상기 발광 소자 사이에 배치되며, 상기 발광 소자와 연결되는 캐소드 전극을 더 포함하고, 상기 캐소드 전극의 일부는 상기 반사부의 상기 반사면을 따라서 상기 제1 방향으로 굴곡지게 형성된다.
또한, 상기 반사부재의 상기 반사면은, 제1 곡률 중심 및 제1 곡률을 갖는 제1 반사면 및 상기 제1 반사면과 연결되며, 제2 곡률 중심 및 제2 곡률을 갖는 제2 반사 영역을 포함하고, 상기 제1 곡률 중심과 상기 제2 곡률 중심, 및 상기 제1 곡률과 상기 제 2곡률 중 적어도 한 쌍은 서로 다르게 형성될 수 있다.
또한, 상기 반사부는 제1 반사부 및 제2 반사부를 포함하고, 상기 제1 반사부 및 상기 제2 반사부는, 상기 발광 소자 중 어느 하나의 발광 소자의 일측 테두리 및 타측 테두리를 각각 덮을 수 있다.
또한, 상기 복수의 발광 소자는, 제1 색상을 갖는 광을 발산하는 제1 발광 소자들, 제2 색상을 갖는 광을 발산하는 제2 발광 소자들 및 제3 색상을 갖는 광을 발산하는 제3 발광소자들을 포함하며, 상기 반사부는 제1 발광 소자, 제2 발광 소자 및 제3 발광 소자들 중 적어도 어느 하나의 발광소자들의 일부를 덮을 수 있다.
또한, 상기 투명 기판 및 상기 발광소자 사이에 형성되어 있는 차광막;을 더 포함하고, 상기 차광막에는 상기 반사부와 적어도 일부가 중첩되며, 빛이 투과 가능한 개구부가 형성될 수 있다.
또한, 상기 수광 센서는 서로 이격되는 제1 수광 센서 및 제2 수광 센서를 포함하고, 상기 반사부는 상기 제1 수광 센서 및 상기 제1 수광 센서 사이에 형성된 이격 공간과 중첩될 수 있다.
또한, 상기 수광 센서는 상기 투명 기판의 상기 제1 면에 배치되고, 상기 수광 센서를 덮는 수광 센서 보호층;을 더 포함하며, 상기 발광 소자들은 상기 수광 센서 보호층 위에 배치될 수 있다.
또한, 상기 수광 센서는 상기 투명 기판의 상기 제2 면에 배치되고, 상기 수광 센서를 덮는 수광 센서 보호층을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 투명 기판의 상기 제2 면을 덮으며, 중앙에 개구부가 형성되어 있는 반사 플레이트, 상기 반사 플레이트 및 상기 투명 기판 사이에 형성되어 있는 반사 공간, 및 상기 반사공간에 배치되며, 상기 반사 플레이트의 상기 개구부와 정렬되는 집광 부재를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 반사 플레이트는, 테두리에서 상기 개구부가 형성된 중앙으로 갈수록 상기 제2 방향을 향하도록 기울어지게 형성되며, 상기 반사공간은 상기 제2 면의 테두리에서 상기 제2 면의 중앙으로 갈수록 두께가 두꺼워질 수 있다.
또한, 상기 수광센서는 상기 개구부에 인접하게 배치될 수 있다.
또한, 상기 개구부를 선택적으로 개폐하는 차폐 부재를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 반사 공간에는 광투과 부재가 채워져 있을 수 있다.
또한, 상기 수광 센서는 상기 반사 공간에 배치되며, 상기 개구부와 정렬되어 있을 수 있다.
또한, 상기 복수의 발광 소자들은, 상기 제1 방향을 향하여 광을 발산하는 전면 발광 소자들, 및 상기 제2 방향을 향하여 광을 발산하는 배면 발광 소자들을 포함하고, 상기 배면 발광 소자들은 상기 투명 기판의 테두리에 인접하게 배치될 수 있다.
또한, 상기 배면 발광 소자들을 상기 제1 방향에서 덮는 차폐 부재;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 수광 센서는 상기 표시 기판의 상기 제2 면의 테두리에 인접하게 배치되며, 상기 배면 발광 소자들과 중첩되지 않을 수 있다.
또한, 상기 제2 방향으로 발산되는 광의 광량은 상기 제1 방향으로 발산되는 광의 광량의 5 % 내지 25 % 범위 중 어느 하나로 형성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 단순한 구조로 하나의 표시 장치에서 일 방향 및 타 방향으로 동시에 광을 조사하고, 광을 센싱할 수 있는 장점이 있다.
또한, 일 방향 및 타 방향으로 동시에 광을 조사 가능한 표시 장치가 제공됨으로써, 상기 표시 장치를 이용한 웨어러블 디바이스를 보다 얇게 형성할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치의 구성을 보여주는 단면도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ 부분의 확대도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 일부를 확대한 도면이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 구성을 보여주는 단면도 이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 구성을 보여주는 단면도 이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 구성을 보여주는 단면도 이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 구성을 보여주는 단면도 이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 구성을 보여주는 단면도 이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
또한, 명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 발명이 없는 한 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에서 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 또는 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분의 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 또한, "~ 상에" 또는 "~ 위에"라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것을 의미하며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상측에 위치하는 것을 의미하지 않는다.
또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.
이하에서는 도면들을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 표시장치를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치의 구성을 보여주는 단면도이며, 도 2는 도 1의 Ⅱ 부분의 확대도이다.
본 실시예에 따른 표시 장치(1)는 예시적으로 시계 또는 의복과 같은 웨어러블 디바이스에 장착되어, 상기 웨어러블 디바이스의 전면에서 영상을 표시하기 위한 광을 조사하며, 상기 웨어러블 디바이스의 배면에서 사용자의 신체정보를 감지하기 위한 광을 조사할 수 있다.
도 1 및 도 2에서는 본 실시예에 따른 표시 장치(1)의 개략적인 구성이 예시적으로 도시된다.
먼저, 도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 표시 장치(1)는 투명 기판(110)과, 복수의 발광 소자들(210, 220, 230)과, 수광 센서(410, 420, 430)를 포함한다.
투명 기판(110)는 광 투과성 재질로 형성될 수 있으며, 투명 기판(110)에는 제1 면(111) 및 제1 면(111)에 반대되는 제2 면(112)이 형성된다. 투명기판(110)에는 절연 물질이 증착되어 있는 절연층(미도시)이 형성될 수 있다.
투명기판(110)은 예시적으로 폴리이미드(polyimide), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리카보네이트(poly carbonate), 폴리에스테르설폰(PES)와 같은 플렉서블한 재질로 형성될 수 있다.
발광 소자들(210, 220, 230)은 투명기판(110)의 제1 면(111)에 배치되며, 발광 소자들(210, 220, 230)은 제1 면(111)이 향하는 제1 방향을 향하여 광을 조사한다.
발광 소자들(210,220,230)은 예시적으로 유기발광다이오드(Organic light emitting diode, OLED)로 형성될 수 있으며, 각각 제1 색상, 제2 색상 및 제3 색상을 발광하는 제1 발광 소자들(210), 제2 발광 소자들(220) 및 제3 발광소자들(230)을 포함한다.
이때, 상기 제1 색상, 상기 제2 색상 및 상기 제3 색상은 각각 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)일 수 있다.
제1 발광 소자(210), 제2 발광 소자 (220) 및 제3 발광소자(230)는 순차적으로 배열되어, 어레이의 형태를 이루며 제1 발광 소자(210), 제2 발광 소자 (220) 및 제3 발광소자(230)가 하나의 화소를 이뤄, 영상 신호에 따른 이미지를 표시할 수 있다.
발광 소자들(210, 220, 230)의 상측에는 투명 기판(110) 및 발광 소자들(210, 220, 230)을 덮는 보호막(130)이 마련될 수 있다.
수광 센서(410, 420, 430)은 투명 기판(110)의 제2 면(112)에 배치되며, 복수 개로 마련될 수 있다. 수광 센서(410, 420, 430)은 예시적으로 포토다이오드(Photodiode), 포토트랜지스터(Phototransistor) 및 포토레지스터(Photoresistor) 등과 같이, 광을 수광하며 수광된 광으로부터 감지 신호를 생서하는 광감지 소자로 형성된다.
한편, 본 실시예에 따른 표시 장치(1)의 발광 소자들(210, 220, 230)들은 상기 제1 방향을 향하여 광을 조사한다. 이때, 발광 소자들(210, 220, 230)들의 발광면은 상기 제1 방향을 향하게 형성될 수 있다.
그리고, 발광 소자들(210, 220, 230)들 중 일부 발광 소자들(220), 예시적으로 제2 발광 소자(220)들로부터 발산되는 광 중 일부는 투명 기판(110)의 제2 면(112)이 향하는 제2 방향, 즉 상기 제1 방향과 반대 방향으로 조사될 수 있다.
이하에서는 본 실시예에 따른 표시 장치(1)에서 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향으로 빛이 조사되는 구성을 상세하게 설명한다.
도 2에서는 예시적으로 제2 발광 소자(220)의 구성이 도시된다.
도 2를 참조하면, 표시 장치(1)는 유기층(141), 캐소드 전극(142), 절연막(143), 차광막(150), 및 반사부(300)를 더 포함한다.
유기층(141)은 투명기판(110)의 제1 면(111) 측에 형성되며, 유기 물질들을 포함한다. 유기층(141)의 상면에는 제2 발광 소자들(220)가 배치될 수 있으며, 유기층(141)에는 제2 발광 소자(220)와 연결되는 애노드 전극(미도시)이 형성될 수 있다.
캐소드 전극(142)은 제2 발광 소자(220)의 발광면(221) 측에 배치되어 제2 발광 소자(220)와 연결되며, 유기층(141)의 상측에 배치된다.
절연막(143)은 절연 물질을 포함하며, 캐소드 전극(142)의 상면을 덮는다.
본 실시예에 따른 유기층(141), 캐소드 전극(142) 및 절연막(143)은 광 투과 재질로 형성된다.
반사부(300)는 제2 발광 소자(220)로부터 발산되는 광의 일부 제2 방향으로 반사시키며, 일례로 반사도가 높은 금속재질로 형성되어 있는 반사부재(310)를 포함한다.
반사부재(310)에는 상기 제1 방향을 향하여 함몰 형성되어 있는 반사면(311)이 형성되며, 반사면(311)은 제2 발광 소자(220)의 발광면(221)의 일부를 덮는다.
도 2에서 반사면(311)은 복수의 평면이 기설정된 각도로 배치되는 형상으로 도시되고 있으나, 반사면(311)이 하나의 곡면으로 형성되어 있는 구성도 가능하다.
이때, 반사부(300)는 제2 발광 소자(220)의 발광면(221) 일측 테두리 및 타측 테두리를 덮는 한 쌍으로 마련될 수 있다.
제2 발광 소자(220)의 발광면(221) 중 반사부(300) 사이에 배치되는 영역, 즉 반사부(300)에 의하여 덮여지지 않은 영역에서 발산되는 광은, 상기 제1 방향을 향하여 조사되는 전면광(I1)으로 형성된다. 그리고, 제2 발광 소자(220)의 발광면(221) 중 반사부(300)에 의하여 덮여진 영역에서 발산되는 광은, 반사부(300)를 향하여 조사된 다음 반사면(311)에서 반사되어 상기 제2 방향으로 조사되는 배면광(I2)으로 형성된다.
캐소드 전극(142) 및 절연막(143)의 일부는 반사부(300)에 의하여 덮여질 수 있다. 이 경우, 캐소드 전극(142) 및 절연막(143)의 일부는 반사면(311)을 따라서 상기 제1 방향으로 굴곡지게 형성될 수 있다.
한편, 차광막(150)은 투명 기판(110)의 제1 면(111)과 유기층(141) 사이에 배치되며, 광을 차단하기 위한 차광 물질을 포함한다. 차광막(150)의 일부에는 개구부(151)가 형성되며, 개구부(151)는 광이 투과 가능한 투광 물질이 증착 또는 도포되거나, 빈 공간으로 형성될 수 있다.
개구부(151)는 반사부(300)의 반사면(311)과 적어도 일부가 중첩되며, 반사부(300)를 통하여 반사되는 배면광(I2)이 개구부(151)를 통하여 투명 기판(110)의 제2 면(112)으로 조사될 수 있다.
투명 기판(110)의 제2 면(112)을 통하여 상기 제2 방향으로 투과되는 배면광(I2)은 대상물(O)에 조사된 다음, 대상물(O)에서 반사된 반사광(R)으로 형성된다.
본 실시예에 따른 표시 장치(1)의 반사부(300)는 제2 발광 소자(220) 측에만 형성되며, 제1 발광 소자(210) 및 제3 발광 소자(230) 측에는 별도의 반사부(300)가 형성되지 않는다.
따라서, 제1 발광 소자(210) 및 제3 발광 소자(230)들에서 발산되는 광은 모두 전면광(I1)으로 형성되어, 상기 제1 방향으로 조사된다.
즉, 본 실시예에 따른 표시 장치(1)의 발광 소자(210, 220, 230)들 중 일부 발광 소자, 즉 제2 발광 소자(220)들 측에만 반사부(300)가 형성된다.
제2 발광 소자(220)들의 일부 광은 배면광(I2)으로 형성되어 상기 제2 방향으로 대상물(O)에 조사된다. 제2 발광 소자(220)들의 나머지 광과, 제1 발광 소자(210)들 및 제3 발광 소자(230)들에서 발산되는 광은 전면광(I1)으로 형성되어 상기 제1 방향으로 조사되어 영상을 표시한다.
이때, 상기 제2 방향으로 조사되는 배면광(I2)의 광량은 상기 제1 방향으로 조사되는 상기 제1 방향으로 조사되는 전면광(I1)의 광량의 5 % 내지 25 % 범위 내에 속하는 크기로 형성된다.
즉, 표시 장치(1)에서 발산되는 광의 총량 중 전면광(I1)의 광량이 배면광(I2)의 크기보다 매우 크게 형성됨으로써, 전면광(T1)에 의하여 표시되는 이미지의 광량 저하와 같은 영상 품질의 저하가 최소화될 수 있다.
한편, 수광 센서(410, 420, 430)는, 대상물(O)로부터 반사되는 형성되어 있는 반사광(R)을 감지하여, 이로부터 감지 신호를 생성한다.
즉, 상기 수광 센서는, 제2 면(112)을 통하여 조사되는 배면광(I2)이 외부에서 반사된 후 돌아오는 반사광(R)을 감지한다.
대상물(O)은 예시적으로 착용자의 손목 등과 같은 신체 일부일 수 있으며, 표시 장치(1)가 배치되는 상기 웨어러블 디바이스는 상기 감지 신호를 이용하여 착용자의 심박수 등과 같은 생체 신호를 모니터링 할 수 있다.
예시적으로 표시 장치(1)가 배치되는 상기 웨어러블 디바이스가 착용자의 심박수를 모니터링하는 경우, 심장 수축기와 심장 이완기에서의 모세 혈관 내 적혈구의 적외선 흡수율 차이를 이용하여, 대상물(O)로부터 반사되는 반사광(R)에 포함된 적외선의 변화를 감지하여 착용자의 심박수를 측정할 수 있다.
본 실시예에서는 복수의 발광 소자(210, 220, 230) 들 중 제2 발광 소자(230)들 측에만 반사부(300)가 설치되어, 제2 발광 소자(230)의 일부 광을 배면광(I2)으로 형성되어 있는 구성을 설명하고 있다. 다만, 복수의 발광 소자(210, 220, 230)들 측 모두 반사부(300)를 형성하여, 모든 발광 소자(210, 220, 230) 들의 일부 광을 배면광(I2)으로 형성되어 있는 구성도 본 발명의 사상에 포함될 수 있다.
수광 센서(410, 420 430)은 복수 개로 마련될 수 있으며, 하나의 수광 센서(410)는 다른 수광 센서(420)와 이격되어 배치된다.
이때, 반사부(300) 및 제2 발광 소자(220)는 수광 센서들(410, 420) 사이에 형성된 이격 공간과 중첩된다. 즉, 반사부(300) 및 제2 발광 소자(220)는 수광 센서들(410, 420) 사이의 상기 이격 공간의 상측에 위치된다. 따라서, 반사부(300)에서 반사되어 상기 제2 방향으로 조사되는 배면광(I2)이 수광 센서들(410, 420, 430)에 의하여 간섭받는 것이 방지될 수 있다.
본 실시예에서는, 반사부(300) 및 제2 발광 소자(220)가 모두 수광 센서들(410, 420, 430) 사이에 형성된 이격 공간의 상측에 위치되는 것으로 설명되고 있지만, 제2 발광 소자(220)가 수광 센서(410, 420, 430)들과 중첩되며, 반사부(300)가 상기 이격 공간과 중첩되는 구성 또한 가능하다고 할 것이다.
제안되는 실시예에 의하면, 단순한 구조로 하나의 표시 장치에서 일 방향 및 타 방향으로 동시에 광을 조사할 수 있는 장점이 있다.
또한, 일 방향 및 타 방향으로 동시에 광을 조사 가능한 표시 장치가 제공됨으로써, 상기 표시 장치를 이용한 웨어러블 디바이스를 보다 얇게 형성할 수 있는 장점이 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 일부를 확대한 도면이다.
본 실시예는 반사부의 구성에 있어서 차이가 있을 뿐, 다른 구성에 있어서는 도 1 및 도 2에서 설명하는 표시 장치의 구성과 실질적으로 동일하므로, 이하에서는 본 실시예의 특징적인 부분을 중심으로 설명한다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 표시 장치(1)의 반사부(300)의 반사 부재(310)에는 제2 발광 소자(220)로부터 발산되는 광을 반사시키기 위한 반사면(312, 313)이 형성되어 있다.
반사면(312, 313)은 제1 곡률 중심 및 제1 곡률을 갖는 제1 반사면(312)과, 제1 반사면(312)과 연결되며 제2 곡률 중심 및 제2 곡률을 갖는 제2 반사 영역(333)을 포함한다.
이때, 상기 제1 곡률 중심과 상기 제2 곡률 중심, 및 상기 제1 곡률과 상기 제 2곡률 중 적어도 한 쌍은 서로 다르게 형성된다.
즉, 제1 반사면(312) 및 제2 반사면(313)은 상호 간에 연결된, 다른 곡면으로 형성될 수 있다.
반사부(300)의 반사면(312, 313)이 복수의 곡면으로 형성됨에 따라서, 제2 발광 소자(220)로부터 발산되는 광이 보다 균일하게 반사될 수 있는 장점이 있다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 구성을 보여주는 단면도 이다.
본 실시예는 수광 센서가 배치되는 구성에 있어서 차이가 있을 뿐, 다른 구성에 있어서는 도 1 및 도 2에서 설명하는 표시 장치의 구성과 실질적으로 동일하므로, 이하에서는 본 실시예의 특징적인 부분을 중심으로 설명한다.
도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 표시 장치(1)의 수광 센서(400)는 투명 기판(110)의 제1 면(111)에 배치되며, 수광 센서(400) 및 투명 기판(110)의 제1 면(111)을 덮으며 광투과성 재질로 형성되어 있는 수광 센서 보호층(160)을 더 포함한다.
그리고, 수광 센서 보호층(160)의 상측에는 발광 소자들(210, 220, 230)들이 배치될 수 있다.
표시 장치(1)의 배면광(I2)이 대상물(O)에 조사된 다음, 생성되는 반사광(R)은 투명 기판(110)의 제2 면(112)을 거쳐 수광 센서(400)로 입사된다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 구성을 보여주는 단면도 이다.
본 실시예는 본 실시예는 수광 센서가 배치되는 구성에 있어서 차이가 있을 뿐, 다른 구성에 있어서는 도 1 및 2에서 설명하는 표시 장치의 구성과 실질적으로 동일하므로, 이하에서는 본 실시예의 특징적인 부분을 중심으로 설명한다.
도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 표시 장치(1)의 수광 센서(400)는 투명 기판(110)의 제2 면(112)에 배치되며, 수광 센서(400) 및 투명 기판(110)의 제2 면(112)을 덮으며 광투과성 재질로 형성되어 있는 수광 센서 보호층(160)을 더 포함한다.
표시 장치(1)의 배면광(I2)이 대상물(O)에 조사된 다음, 생성되는 반사광(R)은 수광 센서 보호층(160)을 거쳐 수광 센서(400)로 입사된다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 구성을 보여주는 단면도 이다.
본 실시예는 배면광을 집광하는 구성에 있어서 차이가 있을 뿐, 다른 구성에 있어서는 도 1 및 도 2에서 설명하는 표시 장치의 구성과 실질적으로 동일하므로, 이하에서는 본 실시예의 특징적인 부분을 중심으로 설명한다.
도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 표시 장치(1)는 반사 플레이트(510), 반사 공간(520), 집광 부재(530) 및 차폐 부재(540를 더 포함한다.
보다 상세히, 반사 플레이트(510)는 투명 기판(110)의 제2 면(112)을 덮으며, 반사 플레이트(510)의 중앙에는 개구부(511)가 형성된다. 반사 플레이트(510)는 반사도가 높은 금속 재질로 형성될 수 있으며, 테두리부에서 개구부(511)가 형성된 중앙으로 갈수록, 상기 제2 방향으로 향하도록 기울어지게 형성된다.
이때, 수광 센서(400)는 반사 플레이트(510)의 개구부(511)에 인접하게 배치된다.
반사 공간(520)은 반사 플레이트(510) 및 투명 기판(110) 사이에 형성되며, 투명 기판(110)의 제2 면(112)의 테두리에서 제2 면(112)의 중앙으로 갈수록 두께가 두꺼워지도록 형성된다.
반사 공간(520)은 빈 공간으로 형성되거나, 광투과 부재로 채워질 수 있다.
집광 부재(530)는 반사 공간(520)에 배치되며, 반사 플레이트(510)의 상기 개구부(511)와 정렬된다. 집광 부재(530)는 입사되는 광을 모아 휘도를 향상시키기 위한 집광 렌즈 일수 있다.
차폐 부재(540)는 개구부(511)에 배치되며, 개구부(511)를 선택적으로 개폐한다. 차폐 부재(540)는 고분자 분산형 액정(Polymer dispersed liquid crystal, PDLC) 또는 MEMS(Micro elctro mechanical system) 기반으로 형성된 광학 스위치일 수 있다.
본 실시예에 따른 표시 장치(1)에서, 발광 소자들(200)로부터 상기 제2 방향으로 조사되는 배면광(I2)은, 반사 플레이트(510)의 내면에서 반사 공간(520)으로 반사된 다음, 집광 부재(530)로 입사된다.
그리고, 집광 부재(530)로 입사된 배면광(I2)은, 집광 부재(530)에서 더 높은 휘도로 집광되어 개구부(511)를 통하여 대상물(O)에 조사될 수 있다.
또한, 개구부(511)에 배치되는 차폐 부재(540)는 선택적으로 개구부(511)를 차폐시켜, 표시 장치(1)로부터 외부로 조사되는 배면광(I2)을 선택적으로 차단할 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 구성을 보여주는 단면도 이다.
본 실시예는 발광 소자의 구성에 있어서 차이가 있을 뿐, 다른 구성에 있어서는 도 1 및 도 2에서 설명하는 표시 장치의 구성과 실질적으로 동일하므로, 이하에서는 본 실시예의 특징적인 부분을 중심으로 설명한다.
도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 표시 장치(1)의 발광 소자들(200)은 투명 기판(110)의 제1 면(111)에 배치되며, 상기 제1 방향, 즉 전면을 향하여 전면광(I1)을 발산하는 전면 발광 소자(250)들, 및 상기 제2 방향, 즉 배면을 향하여 배면광(I2)을 발산하는 배면 발광 소자(260)들을 포함한다.
배면 발광 소자(260)들은 투명 기판(110)의 테두리에 인접하게 배치된다. 전면 발광 소자(250)들은 배면 발광 소자(260)들 보다 투명 기판(110)의 중앙 측으로 배치된다.
그리고, 수광 센서(400)는, 투명 기판(110)의 제2 면(112)의 테두리에 인접하게 배치되며, 배면 발광 소자(260)들과 중첩되지 않는 위치에 배치되어, 배면 발광 소자(260)들로부터 조사되는 배면광(I2)과의 간섭을 방지한다.
그리고, 표시 장치(1)는, 수광 센서 보호층(170) 및 차폐 부재(180)를 더 포함한다.
수광 센서 보호층(170)은 수광 센서(400) 및 투명 기판(110)의 제2 면(112)을 덮으며, 광투과성 재질로 형성될 수 있다.
차폐 부재(180)는 배면 발광 소자(260)들을 상기 제1 방향에서 덮어, 표시 장치(1)의 전면에서 배면 발광 소자(260)들이 외부로 보여지는 것을 방지한다.
본 실시예에 따른 표시 장치(1)는, 상기 제2 방향을 향하는 배면광(I2)이 배면 발광 소자(260)로부터 발산되어, 투명 기판(110) 및 수광 센서 보호층(170)을 투과하여 대상물(O)에 조사된다. 그리고, 대상물(O)로부터 반사된 반사광(R)은 수광 센서(400)로 입사된다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 구성을 보여주는 단면도 이다.
본 실시예는 배면광을 집광하는 구성에 있어서 차이가 있을 뿐, 다른 구성에 있어서는 도 1 및 2에서 설명하는 표시 장치의 구성과 실질적으로 동일하므로, 이하에서는 본 실시예의 특징적인 부분을 중심으로 설명한다.
도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 표시 장치(1)의 발광 소자들(200)은 투명 기판(110)의 제1 면(111)에 배치되며, 상기 제1 방향, 즉 전면을 향하여 전면광(I1)을 발산하는 전면 발광 소자(250)들, 및 상기 제2 방향, 즉 배면을 향하여 배면광(I2)을 발산하는 배면 발광 소자(260)들을 포함한다.
배면 발광 소자(260)들은 투명 기판(110)의 테두리에 인접하게 배치된다. 전면 발광 소자(250)들은 배면 발광 소자(260)들 보다 투명 기판(110)의 중앙 측으로 배치된다.
그리고, 표시 장치(1)는 반사 플레이트(610), 반사 공간(620), 집광 부재(630) 및 보조 플레이트(640)를 더 포함한다.
보다 상세히, 반사 플레이트(610)는 투명 기판(110)의 제2 면(112)을 덮으며, 반사 플레이트(610)의 중앙에는 개구부(613)가 관통 형성된다. 그리고, 반사 플레이트(610)는 상기 제2 방향을 향하여 비스듬히 기울어지며 제2 면(112)의 테두리 측에 배치되는 제1 영역(611), 및 제1 영역(611)과 연결되며 제2 면(112)과 나란하게 배치되는 제2 영역(612)을 포함한다. 개구부(613)는 제2 영역(612)의 중앙에 형성된다.
반사 플레이트(610)의 제1 영역(611) 및 제2 영역(612)은 반사도가 높은 금속 재질로 형성될 수 있다.
반사 공간(620)은 반사 플레이트(610) 및 투명 기판(110) 사이에 형성된다.
이때, 수광 센서(400)는 반사 플레이트(610)에 형성된 개구부(611)의 내측, 즉, 반사 공간(620)에 배치되며, 개구부(611)에 인접한 위치에 배치된다.
보조 플레이트(640)는 투명 기판(110)의 제2 면(112)에 배치되며, 배면 발광 소자(260)들과 중첩되지 않도록 배치된다. 보조 플레이트(640)는 반사 플레이트(610)와 동일한 재질로 형성될 수 있다.
집광 부재(630)는 반사 공간(620) 중 보조 플레이트(640) 상에 배치되며, 반사 플레이트(610)의 개구부(613)와 정렬된다. 집광 부재(630)는 입사되는 광을 모아 휘도를 향상시키기 위한 집광 렌즈 일수 있다.
본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 바람직한 실시예를 통해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.

Claims (21)

  1. 투명 기판;
    상기 투명 기판의 제1 면 측에 배치되며, 사용자에게 화상을 표시하기 위하여 제1 방향으로 빛을 방출하고, 적어도 일부는 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 빛을 방출하여 상기 투명 기판의 제2 면을 통과하도록 빛을 방출하는 복수의 발광 소자들; 및
    상기 복수의 발광 소자들 중 적어도 일부의 발광 소자에서 제2 방향으로 방출된 빛이 표시 장치의 외부로 전달된 후 사용자의 신체의 일부분에 반사되어 돌아온 빛을 감지하는 수광 센서를 포함하는 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 방향으로 발산되는 광의 일부를 상기 제2 방향으로 반사시키는 반사부;를 더 포함하는 표시 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 반사부에는, 상기 발광 소자의 발광면 일부를 덮으며, 상기 제1 방향을 향하여 함몰되어 있는 반사면이 형성되어 있는 표시 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 반사부 및 상기 발광 소자 사이에 배치되며, 상기 발광 소자와 연결되는 캐소드 전극;을 더 포함하고,
    상기 캐소드 전극의 일부는 상기 반사부의 상기 반사면을 따라서 상기 제1 방향으로 굴곡지게 형성되어 있는 표시 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 반사부의 상기 반사면은,
    제1 곡률 중심 및 제1 곡률을 갖는 제1 반사면 및 상기 제1 반사면과 연결되며, 제2 곡률 중심 및 제2 곡률을 갖는 제2 반사면을 포함하고,
    상기 제1 곡률 중심과 상기 제2 곡률 중심, 및 상기 제1 곡률과 상기 제 2곡률 중 적어도 한 쌍은 서로 다르게 형성되어 있는 표시 장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 반사부는 제1 반사부 및 제2 반사부를 포함하고,
    상기 제1 반사부 및 상기 제2 반사부는, 상기 발광 소자 중 어느 하나의 발광 소자의 일측 테두리 및 타측 테두리를 각각 덮는 표시 장치.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 발광 소자는, 제1 색상을 갖는 광을 발산하는 제1 발광 소자들, 제2 색상을 갖는 광을 발산하는 제2 발광 소자들 및 제3 색상을 갖는 광을 발산하는 제3 발광소자들을 포함하며,
    상기 반사부는 제1 발광 소자, 제2 발광 소자 및 제3 발광 소자들 중 적어도 어느 하나의 발광소자들의 일부를 덮는 표시 장치.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 투명 기판 및 상기 발광 소자 사이에 형성되어 있는 차광막;을 더 포함하고,
    상기 차광막에는 상기 반사부와 적어도 일부가 중첩되며, 빛이 투과 가능한 개구부가 형성되어 있는 표시 장치.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 수광 센서는 서로 이격되어 있는 제1 수광 센서 및 제2 수광 센서를 포함하고,
    상기 반사부는 상기 제1 수광 센서 및 상기 제1 수광 센서 사이에 형성된 이격 공간과 중첩되는 표시 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 수광 센서는 상기 투명 기판의 상기 제1 면에 배치되고,
    상기 수광 센서를 덮는 수광 센서 보호층;을 더 포함하며,
    상기 발광 소자들은 상기 수광 센서 보호층 위에 배치되는 표시 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 수광 센서는 상기 투명 기판의 상기 제2 면에 배치되고,
    상기 수광 센서를 덮는 수광 센서 보호층;을 더 포함하는 표시 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 투명 기판의 상기 제2 면을 덮으며, 중앙에 개구부가 형성되어 있는 반사 플레이트;
    상기 반사 플레이트 및 상기 투명 기판 사이에 형성되어 있는 반사 공간; 및
    상기 반사공간에 배치되며, 상기 반사 플레이트의 상기 개구부와 정렬되는 집광 부재;를 더 포함하는 표시 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 반사 플레이트는, 테두리에서 상기 개구부가 형성된 중앙으로 갈수록 상기 제2 방향을 향하도록 기울어지게 형성되며,
    상기 반사공간은 상기 제2 면의 테두리에서 상기 제2 면의 중앙으로 갈수록 두께가 두꺼워지는 표시 장치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 수광센서는 상기 개구부에 인접하게 배치되는 표시 장치.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 개구부를 선택적으로 개폐하는 차폐부재;를 더 포함하는 표시 장치.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 반사 공간에는 광투과 부재가 채워져 있는 표시 장치.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 수광 센서는 상기 반사 공간에 배치되며, 상기 개구부와 정렬되어 있는 표시 장치.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 발광 소자들은, 상기 제1 방향을 향하여 광을 발산하는 전면 발광 소자들, 및 상기 제2 방향을 향하여 광을 발산하는 배면 발광 소자들을 포함하고,
    상기 배면 발광 소자들은 상기 투명 기판의 테두리에 인접하게 배치되는 표시 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 배면 발광 소자들을 상기 제1 방향에서 덮는 차폐 부재;를 더 포함하는 표시 장치.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 수광 센서는 상기 투명 기판의 상기 제2 면의 테두리에 인접하게 배치되며, 상기 배면 발광 소자들과 중첩되지 않는 표시 장치.
  21. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 방향으로 발산되는 광의 광량은 상기 제1 방향으로 발산되는 광의 광량의 5 % 내지 25 % 범위 중 어느 하나인 표시 장치.
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