KR102477630B1 - 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는, 화상을 표시하는 표시 영역을 포함하는 표시 패널, 표시 패널 상부에 위치하는 윈도우, 표시 패널 하부에 위치하는 보호판 및 표시 패널과 윈도우 사이 및 표시 패널과 보호판 사이중 적어도 하나에 위치하는 광 센서를 포함하며, 광 센서는, 표시 패널로부터 발광된 빛이 윈도우 또는 보호판을 투과하는 것을 제어하는 셔터 및 윈도우 또는 보호판을 투과한 후 반사된 상기 빛을 수신하는 광 검출기를 포함할 수 있다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 광 센서를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
세계적으로 스포츠와 레저 문화의 활성화로 신체운동에 대한 관심이 지속적으로 증가되고 있는 상황이다. 그리고, 보다 구체적이며 정확한 신체운동에 대한 데이터 수집 및 활용의 요구가 증가되고 있다. 또한 안전사고의 예방차원에서 운동 중 심박 및 체온 등의 신체변화를 실시간으로 모니터링하고, 신체의 위험상황을 알리는 장치에 대한 필요성이 높아지고 있다.
신체운동 활동에 있어서 기본적으로 측정되어야 할 항목으로 심박수가 있으며, 이를 측정하기 위해서 다양한 신체부위에 접합되는 장치를 이용하여 측정하고 있다. 대표적인 형태로는 측정장치가 설치된 밴드를 앞가슴에 착용하거나, 손목에 모니터를 착용하는 장치가 있다.
이때, 사람의 심박수를 측정하기 위해서, 포토 다이오드가 설치된 광 센서를 이용한다. 광 센서는 사람의 혈액에 반사된 빛을 수신하여 혈액양의 변화를 측정한다.
그러나, 이러한 광 센서는 사람의 혈액에 빛을 조사하기 위해 별도의 광원을 필요로 하는데, 이러한 별도의 광원은 소비 전력을 증가시키고 제조 비용을 증가시키는 문제점이 있다.
상기한 바와 같은 기술적 배경을 바탕으로, 본 발명은 별도의 광원을 사용하지 않고 광 센서를 이용할 수 있는 표시 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는, 화상을 표시하는 표시 영역을 포함하는 표시 패널, 상기 표시 패널 상부에 위치하는 윈도우, 상기 표시 패널 하부에 위치하는 보호판 및 상기 표시 패널과 상기 윈도우 사이 및 상기 표시 패널과 상기 보호판 사이중 적어도 하나에 위치하는 광 센서를 포함하며, 상기 광 센서는, 상기 표시 패널로부터 발광된 빛이 상기 윈도우 또는 상기 보호판을 투과하는 것을 제어하는 셔터 및 상기 윈도우 또는 상기 보호판을 투과한 후 반사된 상기 빛을 수신하는 광 검출기를 포함할 수 있다.
상기 광 센서는 상기 표시 패널과 상기 보호판 사이에서 상기 표시 영역에 대응되는 위치에 배치될 수 있다.
상기 표시 패널은 상기 표시 영역에 위치하는 양면 발광형 유기 발광 소자를 포함할 수 있다.
상기 유기 발광 소자는, 기판 위에 형성된 박막 트랜지스터에 연결된 제1 전극, 상기 제1 전극 위에 위치하는 유기 발광층 및 상기 유기 발광층 위에 위치하는 제2 전극을 포함하며, 상기 제1 및 제2 전극은 투명 전극일 수 있다.
상기 박막 트랜지스터는, 상기 기판 위에 형성되는 반도체층, 상기 반도체층 위에 형성되는 게이트 전극 및 상기 게이트 전극 위에 위치하여 상기 반도체층과 연결된 소스 전극 및 드레인 전극을 포함할 수 있다.
상기 표시 패널은 상기 표시 영역과 이웃하는 주변 영역을 더 포함하며, 상기 광 센서는 상기 표시 패널과 상기 보호판 사이에서 상기 주변 영역에 대응되는 위치에 배치될 수 있다.
상기 표시 패널은 상기 주변 영역에 위치하는 더미 화소를 포함할 수 있다.
상기 더미 화소는 배면 발광형 유기 발광 소자일 수 있다.
상기 유기 발광 소자는, 기판 위에 형성된 박막 트랜지스터에 연결된 제1 전극, 상기 제1 전극 위에 위치하는 유기 발광층 및 상기 유기 발광층 위에 위치하는 제2 전극을 포함하며, 상기 제1 및 제2 전극은 각각 투명 전극 및 반사 전극일 수 있다.
상기 표시 패널은 상기 표시 영역과 이웃하는 주변 영역을 더 포함하며, 상기 광 센서는 상기 표시 패널과 상기 윈도우 사이에서 상기 주변 영역에 대응되는 위치에 배치될 수 있다.
상기 표시 패널은 상기 주변 영역에 위치하는 더미 화소를 포함할 수 있다.
상기 더미 화소는 전면 발광형 유기 발광 소자일 수 있다.
상기 유기 발광 소자는, 기판 위에 형성된 박막 트랜지스터에 연결된 제1 전극, 상기 제1 전극 위에 위치하는 유기 발광층 및 상기 유기 발광층 위에 위치하는 제2 전극을 포함하며, 상기 제1 및 제2 전극은 각각 반사 전극 및 투명 전극일 수 있다.
상기 광 검출기는 적어도 하나 이상의 포토 다이오드를 포함할 수 있다.
상기 보호판은 상기 광 센서에 대응되는 위치에 투과창이 형성될 수 있다.
상기 셔터는, 개폐 가능한 제1 및 제2 차단판을 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 차단판은 벤딩 가능하다.
상기 제1 및 제2 차단판은 도전 물질로 이루어질 수 있다.
상기 셔터는, 상기 제1 및 제2 차단판 각각의 상측 및 하측 중 적어도 하나에 위치하여 전기력을 형성하는 유도 전극을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 차단판 위에 반사막이 형성될 수 있다.
상기 반사막은 은(Ag), 알루미늄(Al) 및 크롬(Cr)로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 상기 금속의 합금으로 이루어질 수 있다.
서로 마주보는 상기 제1 및 제2 차단판의 측면 중 하나의 측면은 미리 정해진 각도로 기울어지며, 다른 하나의 측면은 상기 하나의 측면에 대응되는 형상으로 이루어질 수 있다.
서로 마주보는 상기 제1 및 제2 차단판의 측면 중 하나의 측면은 계단 형상으로 이루어지며, 다른 하나의 측면은 상기 하나의 측면에 대응되는 형상으로 이루어질 수 있다.
상기한 바와 같은 표시 장치에 의하면, 광 센서는 별도의 광원을 이용하지 않고, 표시 패널에서 발광된 빛을 이용할 수 있다.
또한, 별도의 광원이 필요 없어, 광 센서를 포함하는 표시 장치의 구성을 간소화할 수 있으며, 제조 비용도 절감할 수 있다.
또한, 별도의 소비 전력을 필요로 하는 광원을 제거함으로써, 표시 장치의 소비 전력을 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ을 따라 자른 표시 장치의 단면도이다.
도 3은 셔터가 개방된 상태를 나타낸 단면도이다.
도 4 및 도 5는 셔터 구조를 상세히 나타낸 도면이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예의 변형예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 8은 도 2의 표시 패널을 확대한 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이다.
도 10은 도 9의 Ⅹ-Ⅹ을 따라 자른 표시 장치의 단면도이다.
도 11은 도 10의 표시 패널을 확대한 도면이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이다.
도 13은 도 12의 ⅩⅢ-ⅩⅢ을 따라 자른 표시 장치의 단면도이다.
도 14은 도 13의 표시 패널을 확대한 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
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. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에서, "~상에"라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상 측에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이며, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ을 따라 자른 표시 장치의 단면도이며, 도 3은 셔터가 개방된 상태를 나타낸 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)는, 표시 패널(110), 보호판(150) 및 광 센서(200)를 포함한다. 본 실시예에 따르면, 상기 광 센서(200)는 별도의 광원을 이용하지 않고, 표시 패널(110)로부터 발광된 빛을 이용한다.
우선, 도 1 및 도 2를 참조하면, 표시 패널(110)은 표시 영역(DA) 및 주변 영역(PA)으로 구분된다.
표시 영역(DA)은 빛을 발광하여 영상을 표시하는 영역으로 복수의 화소를 통해 영상(image)을 표시할 수 있다. 그리고, 주변 영역(PA)은 상기 표시 영역(DA)의 주변에 위치하는 영역으로 상기 화소를 구동하는 구동 회로부 등이 위치할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 표시 패널(110)의 표시 영역(DA)은 양면 발광형 발광 소자로 이루어진다. 즉, 표시 패널(110)의 표시 영역(DA)은 도 2에서 표시 패널(110)을 기준으로 상측인 전면 및 하측인 배면으로 동시에 발광할 수 있는 발광 소자로 이루어진다. 이때, 양면 발광형 발광 소자는 유기 발광 소자가 적용될 수 있다. 그러나, 본 실시예의 표시 패널에 적용되는 발광 소자는 여기에 한정되지 않고, 액정 표시 소자 등이 적용될 수 있다.
이때, 표시 패널(110)의 배면으로 발광되는 빛은, 사용자(R)의 손목 등에 반사되어 표시 영역(DA) 하부에 위치하는 상기 광 센서(200)에 다시 수신된다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
하기에서는, 도 8을 참조하여 본 실시예에 적용되는 양면 발광형 유기 발광 소자를 포함하는 표시 패널(110)에 대해 상세히 설명하기로 한다.
기판(123)은 글라스(glass) 등의 무기 재료, 금속 재료, 수지(resin) 등의 유기 재료 등으로 이루어질 수 있다. 기판(123)은 투광성 또는 차광성일 수 있으며, 플렉서블(flexible)한 특성을 가질 수 있다.
그리고, 기판(123) 위에는 기판 버퍼층(126)이 형성된다. 기판 버퍼층(126)은 불순 원소의 침투를 방지하며, 표면을 평탄화하는 역할을 한다.
이때, 기판 버퍼층(126)은 상기 기능을 수행할 수 있는 다양한 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 기판 버퍼층(126)은 질화 규소(SiNx)막, 산화 규소(SiO2)막, 산질화 규소(SiOxNy)막 중 어느 하나가 사용될 수 있다. 그러나, 기판 버퍼층(126)은 반드시 필요한 구성은 아니며, 기판(123)의 종류 및 공정 조건에 따라 생략될 수도 있다.
기판 버퍼층(126) 위에는 구동 반도체층(137)이 형성된다. 구동 반도체층(137)은 다결정 규소막으로 형성된다. 또한, 구동 반도체층(137)은 불순물이 도핑되지 않은 채널 영역(135), 채널 영역(135)의 양 옆으로 도핑되어 형성된 소스 영역(134) 및 드레인 영역(136)을 포함한다. 이때, 도핑되는 이온 물질은 붕소(B)와 같은 P형 불순물이며, 주로 B2H6이 사용된다. 여기서, 이러한 불순물은 박막 트랜지스터의 종류에 따라 달라진다.
구동 반도체층(137) 위에는 실리콘 질화물(SiNx) 또는 산화 규소(SiO2) 따위로 형성된 게이트 절연막(127)이 형성된다.
게이트 절연막(127) 위에는 구동 게이트 전극(133)을 포함하는 게이트선이 형성된다. 그리고, 구동 게이트 전극(133)은 구동 반도체층(137)의 적어도 일부, 특히 채널 영역(135)와 중첩되도록 형성된다.
한편, 게이트 절연막(127) 상에는 구동 게이트 전극(133)을 덮는 층간 절연막(128)이 형성된다. 게이트 절연막(127)과 층간 절연막(128)에는 구동 반도체층(137)의 소스 영역(134) 및 드레인 영역(136)을 드러내는 컨택홀(128a)이 형성된다.
층간 절연막(128)은, 게이트 절연막(127)과 마찬가지로, 실리콘 질화물(SiNx) 또는 산화 규소(SiO2) 등의 세라믹(ceramic) 계열의 소재를 사용하여 만들어질 수 있다.
그리고, 층간 절연막(128) 위에는 구동 소스 전극(131) 및 구동 드레인 전극(132)을 포함하는 데이터선이 형성된다. 또한, 구동 소스 전극(131) 및 구동 드레인 전극(132)은 각각 층간 절연막(128) 및 게이트 절연막(127)에 형성된 컨택홀(128a)을 통해 구동 반도체층(137)의 소스 영역(134) 및 드레인 영역(136)과 연결된다.
이와 같이, 구동 반도체층(137), 구동 게이트 전극(133), 구동 소스 전극(131) 및 구동 드레인 전극(132)을 포함하여 구동 박막 트랜지스터(130)가 형성된다. 구동 박막 트랜지스터(130)의 구성은 전술한 예에 한정되지 않고, 당해 기술 분야의 전문가가 용이하게 실시할 수 있는 공지된 구성으로 다양하게 변경 가능하다.
그리고, 층간 절연막(128) 상에는 데이터선을 덮는 평탄화막(124)이 형성된다. 평탄화막(124)은 그 위에 형성될 유기 발광 소자의 발광 효율을 높이기 위해 단차를 없애고 평탄화시키는 역할을 한다. 또한, 평탄화막(124)은 드레인 전극(132)의 일부를 노출시키는 비아홀(122a)을 갖는다.
평탄화막(124)은 아크릴계 수지(polyacrylates resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드계 수지(polyamides resin), 폴리이미드계 수지(polyimides rein), 불포화 폴리에스테르계 수지(unsaturated polyesters resin), 폴리페닐렌계 수지(poly phenylenesresin), 폴리페닐렌설파이드계 수지(poly phenylenesulfides resin), 및 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene, BCB) 중 하나 이상의 물질 등으로 만들 수 있다.
여기에서, 본 발명에 따른 일 실시예는 전술한 구조에 한정되는 것은 아니며, 경우에 따라 평탄화막(124)과 층간 절연막(128) 중 어느 하나는 생략될 수도 있다.
이때, 평탄화막(124) 위에는 유기 발광 소자의 제 1 전극, 즉 화소 전극(160)이 형성된다. 즉, 유기 발광 표시 장치는 복수의 화소들마다 각각 배치된 복수의 화소 전극(160)을 포함한다. 이때, 복수의 화소 전극(160)은 서로 이격 배치된다. 화소 전극(160)은 평탄화막(124)의 전극 비아홀(122a)을 통해 드레인 전극(132)과 연결된다.
또한, 평탄화막(124) 위에는 화소 전극(160)을 드러내는 개구부를 갖는 화소 정의막(125)이 형성된다. 즉, 화소 정의막(125)은 각 화소마다 형성된 복수개의 개구부를 갖는다.
이때, 화소 정의막(125)에 의해 형성된 개구부마다 유기 발광층(170)이 형성될 수 있다. 이에 따라, 화소 정의막(125)에 의해 각각의 유기 발광층이 형성되는 화소 영역이 정의될 수 있다.
이때, 화소 전극(160)은 화소 정의막(125)의 개구부에 대응하도록 배치된다. 그러나, 화소 전극(160)은 반드시 화소 정의막(125)의 개구부에만 배치되는 것은 아니며, 화소 전극(160)의 일부가 화소 정의막(125)과 중첩되도록 화소 정의막(125) 아래에 배치될 수 있다.
화소 정의막(125)은 폴리아크릴계 수지(polyacrylates resin) 및 폴리이미드계(polyimides) 등의 수지 또는 실리카 계열의 무기물 등으로 만들 수 있다.
한편, 화소 전극(160) 위에는 유기 발광층(170)이 형성된다.
그리고, 유기 발광층(170) 상에는 제 2 전극, 즉 공통 전극(180)이 형성될 수 있다. 이와 같이, 화소 전극(160), 유기 발광층(170) 및 공통 전극(180)을 포함하는 유기 발광 소자(LD)가 형성된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 화소 전극(160) 및 공통 전극(180)은 각각 투명한 도전성 물질로 형성될 수 있다. 상기 화소 전극(160) 및 공통 전극(180)이 투명한 도전성 물질로 형성됨으로써, 유기 발광층(170)에서 발광된 빛이 전면 및 배면으로 발광될 수 있다.
한편, 화소 전극(160) 및 공통 전극(180)은 각각 반투과형 도전성 물질 및 투명한 도전성 물질로 형성될 수 있다. 전면으로 발광되는 빛은 영상을 표시하는데 사용되나, 배면으로 발광되는 빛은 광 센서(200)에 사용된다. 이때, 광 센서(200)에 사용되는 빛은 영상을 표시하는데 사용되는 빛의 세기보다 낮아도 사용 가능하다. 따라서, 본 실시예에서는, 배면으로 발광되는 빛의 투과율이 전면으로 발광되는 빛의 투과율 보다 낮은 경우도 가능하다.
한편, 공통 전극(180) 위에는 공통 전극(180)을 덮어 보호하는 덮개막(190)이 유기막으로 형성될 수 있다.
그리고, 덮개막(190) 위에는 박막 봉지층(140)이 형성되어 있다. 박막 봉지층(140)은 기판(123)에 형성되어 있는 유기 발광 소자(LD)와 화소 구동부를 외부로부터 밀봉시켜 보호한다.
박막 봉지층(140)은 서로 하나씩 교대로 적층되는 봉지 유기막(140a, 140c)과 봉지 무기막(140b, 140d)을 포함한다. 도 8에서는 일례로 2개의 봉지 유기막(140a, 140c)과 2개의 봉지 무기막(140b, 140d)이 하나씩 교대로 적층되어 박막 봉지층(140)을 구성하는 경우를 도시하였으나, 이에 한정되지 않는다.
다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 광 센서(200)는 표시 패널(110)의 표시 영역(DA) 하부에 위치한다. 보다 자세히, 광 센서(200)는 표시 패널(110)과 후술하는 보호판(150) 사이에 위치한다. 이때, 광 센서(200)는 표시 영역(DA) 하부에 적어도 하나 이상으로 배치될 수 있다.
광 센서(200)는, 표시 패널(110)의 배면으로 발광된 빛이 사용자(R)에 의해 반사된 후 상기 빛을 다시 수신한다. 즉, 상기 표시 패널(110)의 배면으로 발광된 빛은 보호판(150)을 통과한 후, 사용자(R)의 피부 등에 반사되어 상기 광 센서(200)에 수신된다.
광 센서(200)는 사용자(R)에 의해 반사된 상기 빛을 이용하여 사용자(R)의 심박수를 측정할 수 있다.
사용자(R)에 조사된 빛은 사용자(R)의 피부를 통과하여 혈관에 다다르게 된다. 심장에서 혈액을 뿜어내는 경우에는 혈액에 상기 빛이 많이 흡수되어 반사되는 빛의 양이 적게 되고, 반대의 경우는 혈액의 양이 상대적으로 작아 반사되는 빛의 양이 많아진다. 이와 같이, 사용자(R)의 혈관 내의 혈액양의 변화에 따른 상기 빛의 반사율의 변화를 측정하여, 심박수를 측정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 광 센서(200)는 별도의 광원을 이용하지 않고, 전술한 표시 패널(110)의 배면으로 발광된 빛을 광원으로 이용할 수 있다. 이에 따라, 별도의 광원을 이용하는 종래의 장치에 비해, 구성을 간소화할 수 있으며, 또한 제조 비용을 절감할 수 있다.
그리고, 종래에는 별도의 광원을 작동시키기 위해 별도의 전력이 소비되었으나, 본 실시예에 따른 표시 장치(100)는 표시 패널(110)에서 발광되는 빛을 사용하기 때문에 소비 전력을 감소시킬 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 광 센서(200)는 셔터(210) 및 광 검출기(250)를 포함할 수 있다.
셔터(210)는 표시 패널(110)의 배면으로 발광되는 빛이 보호판(150)을 투과하는 것을 제어할 수 있다. 즉, 상기 셔터(210)에 의해, 상기 빛이 상기 보호판(150)을 투과하거나 차단될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 셔터(210)가 닫히게 되면, 표시 패널(110)의 배면으로 발광된 빛은 보호판(150)을 투과하지 못하게 된다. 투과되지 않은 상기 빛은 셔터(210)로부터 반사되어 표시 패널(110)의 전면으로 전달될 수 있다.
반면, 도 3에 도시된 바와 같이, 셔터(210)가 개방되면, 표시 패널(110)의 배면으로 발광된 빛은 보호판(150)을 투과한다. 이때, 투과된 상기 빛은 사용자(R)의 피부에서 반사되어 광 검출기(250)에 수신된다.
하기에서는, 도 4 및 도 5를 참조하여 상기 셔터(210)의 구조에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 4 및 도 5는 셔터 구조를 상세히 나타낸 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 셔터(210)는 제1 및 제2 차단판(211, 213), 유도 전극(215, 217)을 포함할 수 있다.
제1 및 제2 차단판(211, 213)은 서로 나란하게 배치되는 한 쌍의 판형 부재로, 개폐 가능한 구조로 이루어진다. 셔터(210)가 빛의 투과를 차단하는 경우에는, 서로 마주보는 상기 제1 및 제2 차단판(211, 213)의 양 측면은 서로 밀착된다. 이때, 제1 및 제2 차단판(211, 213)은 빛을 투과를 차단하는 차광 물질로 이루어질 수 있다.
반면에, 셔터(210)가 빛을 투과시키는 경우에는, 서로 마주보는 상기 제1 및 제2 차단판(211, 213)의 양측 단부가 상측 또는 하측으로 벤딩된다. 상기 제1 및 제2 차단판(211, 213)이 벤딩되면, 서로 밀착되어 있던 상기 제1 및 제2 차단판(211, 213)의 양 측면이 이격된다. 이에 따라, 제1 및 제2 차단판(211, 213) 사이에 빛이 투과할 수 있는 간극이 형성된다. 그리고, 상기 간극을 통해 표시 패널(110)의 배면으로 발광된 빛이 보호판(150)으로 투과될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서는, 상기 제1 및 제2 차단판(211, 213)의 양 측면이 수평면에 대해 수직 방향으로 절단된 형상으로 이루어진다. 상기 양 측면이 밀착하도록 배치된 경우에는, 전술한 바와 같이 표시 패널(110)의 배면으로 발광된 빛의 투과를 차단할 수 있다.
그러나, 이에 한정되지 않고, 상기 제1 및 제2 차단판(211, 213)의 양 측면은 다양한 형상으로 이루어질 수 있다.
예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 차단판(211, 213)의 양 측면 중 하나의 측면은 미리 정해진 각도로 기울어진 형상으로 이루어질 수 있다. 이때, 다른 하나의 측면은 상기 하나의 측면에 대응된 기울어진 형상으로 이루어질 수 있다. 상기 양 측면이 일정한 각도로 기울어져 형성됨으로써, 상기 양 측면이 서로 밀착되는 경우 표시 패널(110)의 배면으로 발광된 빛을 더욱 효과적으로 차단할 수 있다.
또한, 도 7을 참조하면, 제1 및 제2 차단판(211, 213)의 양 측면 중 하나의 측면은 계단 형상으로 이루어질 수 있다. 이때, 다른 하나의 측면은 상기 하나의 측면에 대응된 계단 형상으로 이루어질 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 양 측면이 계단 형상으로 이루어져, 더욱더 표시 패널(110)의 배면으로 발광된 빛을 효과적으로 차단할 수 있다.
다시 도 4 및 도 5를 참조하면, 제1 및 제2 차단판(211, 213) 각각의 상측 및 하측 중 적어도 하나에는 유도 전극(215, 217)이 위치할 수 있다. 본 실시예에서는, 제1 차단판(211)의 상측 및 하측에 유도 전극(215a, 215b)이 이격 배치된다. 또한, 제2 차단판(213)의 상측 및 하측에도 유도 전극(217a, 217b)이 이격 배치된다.
그러나, 상기 제1 및 제2 차단판(211, 213)이 한쪽 방향, 예를 들어 하측 방향으로 벤딩되는 구조로 형성하는 경우에는, 제1 차단판(211)의 하측에 유도 전극(215a)만 배치되고, 제2 차단판(213)의 하측에 유도 전극(217a)만 배치될 수 있다.
반대로, 제1 및 제2 차단판(211, 213)이 상측 방향으로 벤딩되는 구조로 형성하는 경우에는, 제1 차단판(211)의 상측에 유도 전극(215b)만 배치되고, 제2 차단판(213)의 상측에 유도 전극(217b)만 배치될 수 있다.
도 5를 참조하면, 제1 차단판(211) 하측에 배치된 유도 전극(215a)과 제2 차단판(213)의 하측에 배치된 유도 전극(217a)에 전원(V)이 인가되면, 제1 차단판(211)과 유도 전극(215a) 사이, 또한 제2 차단판(213)과 유도 전극(217a) 사이에 전기력이 형성된다. 이때, 제1 및 제2 차단판(211, 213)은 접지(GND)될 수 있다. 여기에서, 전기력은 정전기력을 포함할 수 있다.
이때, 상기 제1 차단판(211)과 유도 전극(215a) 사이에 전기력이 발생되고, 제1 차단판(211)이 유도 전극(215a) 쪽으로 벤딩된다. 또한, 상기 제2 차단판(213)과 유도 전극(217a) 사이에 전기력이 발생되고, 제2 차단판(213)이 유도 전극(217a) 쪽으로 벤딩된다.
이와 같이, 본 실시예의 셔터(210)는 제1 및 제2 차단판(211, 213)과 유도 전극(215, 217) 사이에 전기력이 발생하여 제1 및 제2 차단판(211, 213)이 벤딩될 수 있다. 이에 의해, 제1 및 제2 차단판(211, 213)이 개폐 가능한 구조로 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 및 제2 차단판(211, 213)의 상면에는 반사막(230)이 형성될 수 있다. 제1 차단판(211) 위에는 반사막(231)이 형성되고, 제2 차단판(213) 위에는 반사막(233)이 형성된다.
셔터(210)가 닫히게 되는 경우에, 상기 반사막(230)은 표시 패널(110)의 배면으로 발광된 빛을 표시 패널(110)의 전면으로 다시 반사시킬 수 있다. 즉, 광 센서(200)에서 표시 패널(110)에서 발광된 빛이 필요하지 않는 경우에, 다시 표시 패널(110) 전면으로 반사시켜 본 실시예의 표시 장치의 발광 효율을 증가시킬 수 있다.
이때, 반사막(230)은 은(Ag), 알루미늄(Al) 및 크롬(Cr)로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 상기 금속의 합금으로 이루어질 수 있다. 상기 반사막(230)은 상기 금속을 증착 공정 등에 의해 제1 및 제2 차단판(211, 213) 위에 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 셔터(210) 및 보호판(150) 사이에 광 검출기(250)가 배치된다. 광 센서(200) 내에는 적어도 하나 이상의 광 검출기(250)가 배치될 수 있다.
광 검출기(250)는 사용자(R)에 의해 반사된 상기 빛을 수신한다. 보다 자세히, 광 검출기(250)는 사용자(R)의 혈관 내의 혈액에 의해 반사된 빛을 수신한다.
본 실시예에 따르면, 광 검출기(250)는 적어도 하나 이상의 포토 다이오드로 이루어질 수 있다. 이때, 포토 다이오드는 혈액에 반사된 빛의 세기에 대응하여 광전류를 생성한다. 본 실시예에 적용되는 포토 다이오드는 광 센서에 적용되는 공지의 포토 다이오드가 적용될 수 있다.
한편, 광 센서(200) 하부에는 보호판(150)이 위치한다. 상기 보호판(150)은 표시 장치(100) 내부에 위치한 표시 패널(110) 및 광 센서(200) 등을 보호한다.
보호판(150)은 플라스틱, 강화 플라스틱, 유리, 강화 유리, 금속 등으로 이루어질 수 있다.
이때, 보호판(150)에는 광 센서(200)에 대응되는 위치에 상기 빛을 투과할 수 있는 투과창이 형성된다. 보호판(150)은 보호판(150) 전체가 투명한 재질로 이루어지거나, 상기 투과창을 제외한 나머지 영역에서 불투명하게 형성될 수 있다.
하기에서는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치에 대해 설명하기로 한다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치를 설명함에 있어, 전술한 표시 장치의 구성과 동일 또는 유사한 구성에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이며, 도 10은 도 9의 Ⅹ-Ⅹ을 따라 자른 표시 장치의 단면도이며, 도 11은 도 10의 표시 패널을 확대한 도면이다.
도 9 내지 도 11을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치는, 전술한 실시예에 따른 표시 장치와 비교하여 광 센서(200') 및 표시 패널(110')의 구조에서 상이하다.
전술한 실시예에서는, 광 센서(200)는 표시 영역(DA)에 위치하고, 표시 패널(110)의 표시 영역(DA)은 양면 발광형 발광 소자로 이루어진다.
그러나, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치에서는, 도 9에 도시된 바와 같이, 광 센서(200')는 표시 패널(110')의 주변 영역(PA) 하부에 위치하고, 표시 패널(110')의 주변 영역(PA)은 배면 발광형 발광 소자로 이루어진다.
우선, 도 9를 참조하면, 광 센서(200')는 표시 패널(110')의 주변 영역(PA) 하부에 위치한다. 보다 자세히, 광 센서(200')는 표시 패널(110')과 보호판(150') 사이에 위치한다. 이때, 광 센서(200')는 주변 영역(PA) 하부에 적어도 하나 이상으로 배치될 수 있다.
본 실시예에서는, 상기 광 센서(200')는 표시 패널(110')의 주변 영역(PA)에서 발광되는 빛을 이용한다. 즉, 표시 패널(110)의 표시 영역(DA)에서 발광된 빛을 이용하는 도 1에 도시된 광 센서(200)와 달리, 본 실시예의 광 센서(200')는 표시 패널(110')의 주변 영역(PA)에서 발광된 빛을 이용한다.
도 10을 참조하면, 표시 패널(110')의 주변 영역(PA)은 배면 발광형 발광 소자로 이루어질 수 있다. 즉, 표시 패널(110')의 주변 영역(PA)은 표시 패널(110') 하측인 배면으로 발광되는 발광 소자로 이루어질 수 있다. 이때, 배면 발광형 발광 소자는 유기 발광 소자가 적용될 수 있다.
한편, 본 실시예에서는, 표시 패널(110')의 주변 영역(PA)을 제외한 표시 영역(DA)은 전면 또는 양면 발광 소자로 이루어질 수 있다.
이때, 상기 배면 발광형 발광 소자는 더미 화소(dummy pixel)일 수 있다. 여기에서, 더미 화소는 영상을 표시하는데 사용되지 않고, 광 센서(200')에 사용되는 빛을 발생하는 화소를 의미한다. 결국, 표시 영역(DA)의 전면 또는 양면 발광 소자는 영상을 표시하는데 사용되고, 주변 영역(PA)의 배면 발광 소자는 광 센서에 사용된다.
도 11을 참조하면, 본 실시예에서는, 화소 전극(160') 및 공통 전극(180')은 각각 투명한 도전성 물질 및 반사형 도전성 물질로 형성될 수 있다. 상기 화소 전극(160')이 투명한 도전성 물질로 형성됨으로써, 유기 발광층(170)에서 발광된 빛이 배면으로 발광될 수 있다. 또한, 공통 전극(180')이 반사형 도전성 물질로 형성되어, 유기 발광층(170)에서 발광된 빛이 공통 전극(180')에 의해 반사되어 배면으로 전달될 수 있다.
한편, 화소 전극(160') 및 공통 전극(180')은 각각 반투과형 도전성 물질 및 반사형 도전성 물질로 형성될도 수 있다.
즉, 본 실시예에서는, 광 센서(200')는 주변 영역(PA)의 배면 발광 소자에서 발광된 빛을 보호판(150')을 통과시킨 후, 다시 사용자(R)에 의해 반사된 빛을 수신한다.
하기에서는, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치에 대해 설명하기로 한다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치를 설명함에 있어, 전술한 표시 장치의 구성과 동일 또는 유사한 구성에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이며, 도 13은 도 12의 ⅩⅢ-ⅩⅢ을 따라 자른 표시 장치의 단면도이며, 도 14은 도 13의 표시 패널을 확대한 도면이다.
도 12 내지 도 14를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치는, 광 센서(200")는 윈도우(350)와 표시 패널(110") 사이에 배치된다. 전술한 실시예에서는, 광 센서(200, 200')가 표시 패널(110, 110')과 보호판(150) 사이에 배치되었으나, 본 실시예에서는 광 센서(200")가 표시 장치의 전면에 배치된다.
본 실시예에서는, 광 센서(200")는 표시 패널(110")의 주변 영역(PA) 상부에 위치하고, 표시 패널(110")의 주변 영역(PA)은 전면 발광형 발광 소자로 이루어진다. 이때, 광 센서(200")는 주변 영역(PA) 상부에 적어도 하나 이상으로 배치될 수 있다.
한편, 광 센서(200")는 표시 패널(110")의 주변 영역(PA)에서 발광되는 빛을 이용한다. 이때, 광 센서(200")는 도 1 및 도 9에 도시된 광 센서(200, 200')와 달리, 주변 영역(PA)에서 표시 장치의 전면으로 발광되는 빛을 이용할 수 있다.
도 13을 참조하면, 표시 패널(110")의 주변 영역(PA)은 전면 발광형 발광 소자로 이루어질 수 있다. 즉, 표시 패널(110")의 주변 영역(PA)은 표시 패널(110") 상측인 전면으로 발광되는 발광 소자로 이루어질 수 있다. 이때, 전면 발광형 발광 소자는 유기 발광 소자가 적용될 수 있다.
한편, 본 실시예에서는, 표시 패널(110")의 주변 영역(PA)을 제외한 표시 영역(DA)은 전면 또는 양면 발광 소자로 이루어질 수 있다.
이때, 상기 전면 발광형 발광 소자는 더미 화소(dummy pixel)일 수 있다. 여기에서, 더미 화소는 영상을 표시하는데 사용되지 않고, 광 센서(200")에 사용되는 빛을 발생하는 화소를 의미한다. 결국, 표시 영역(DA)의 전면 또는 양면 발광 소자는 영상을 표시하는데 사용되고, 주변 영역(PA)의 전면 발광 소자는 광 센서에 사용된다.
도 14를 참조하면, 본 실시예에서는, 화소 전극(160") 및 공통 전극(180")은 각각 반사형 도전성 물질 및 투명한 도전성 물질로 형성될 수 있다. 상기 화소 전극(160")이 반사형 투도전성 물질로 형성됨으로써, 유기 발광층(170)에서 발광된 빛이 전면으로 반사될 수 있다. 또한, 공통 전극(180")이 투명한 도전성 물질로 형성되어, 유기 발광층(170)에서 발광된 빛이 공통 전극(180")을 통과하여 전면으로 전달될 수 있다. 한편, 화소 전극(160") 및 공통 전극(180")은 각각 반사형 도전성 물질 및 반투과형 도전성 물질로 형성될 수도 있다.
즉, 본 실시예에서는, 광 센서(200")는 주변 영역(PA)의 전면 발광 소자에서 발광된 빛을 윈도우(350)를 통과시킨 후, 다시 사용자(R)에 의해 반사된 빛을 수신한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에서는, 광 센서(200, 200')가 별도의 광원을 이용하지 않고, 표시 패널(110)의 표시 영역(DA)의 양면 발광형 발광 소자 또는 주변 영역(PA)의 배면 발광형 소자에서 발광된 빛을 광원으로 이용할 수 있다. 이에 따라, 별도의 광원을 이용하는 종래의 장치에 비해, 구성을 간소화할 수 있으며, 또한 제조 비용을 절감할 수 있다. 그리고, 종래에는 별도의 광원을 작동시키기 위해 별도의 전력이 소비되었으나, 본 실시예에 따르면 표시 패널(110, 110')에서 발광되는 빛을 사용하기 때문에 소비 전력을 감소시킬 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 한정된 실시예와 도면을 통하여 설명되었으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재된 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
100 표시 장치 110 표시 패널
150 보호판 200 광 센서
210 셔터 211 제1 차단판
213 제2 차단판 215, 217 유도 전극
230, 231 233 반사막 250 광 검출기
R 사용자

Claims (23)

  1. 화상을 표시하는 표시 영역을 포함하는 표시 패널;
    상기 표시 패널 상부에 위치하는 윈도우;
    상기 표시 패널 하부에 위치하는 보호판; 및
    상기 표시 패널과 상기 윈도우 사이 및 상기 표시 패널과 상기 보호판 사이 중 적어도 하나에 위치하는 광 센서를 포함하며,
    상기 광 센서는,
    상기 표시 패널로부터 발광된 빛이 상기 윈도우 또는 상기 보호판을 투과하는 것을 제어하는 셔터 및
    상기 윈도우 또는 상기 보호판을 투과한 후 반사된 상기 빛을 수신하는 광 검출기를 포함하고,
    상기 셔터는 개폐 가능한 제1 및 제2 차단판을 포함하고, 상기 제1 및 제2 차단판은 벤딩 가능한, 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 센서는 상기 표시 패널과 상기 보호판 사이에서 상기 표시 영역에 대응되는 위치에 배치되는, 표시 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 표시 패널은 상기 표시 영역에 위치하는 양면 발광형 유기 발광 소자를 포함하는, 표시 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 유기 발광 소자는,
    기판 위에 형성된 박막 트랜지스터에 연결된 제1 전극;
    상기 제1 전극 위에 위치하는 유기 발광층; 및
    상기 유기 발광층 위에 위치하는 제2 전극을 포함하며,
    상기 제1 및 제2 전극은 투명 전극인, 표시 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 박막 트랜지스터는,
    상기 기판 위에 형성되는 반도체층;
    상기 반도체층 위에 형성되는 게이트 전극; 및
    상기 게이트 전극 위에 위치하여 상기 반도체층과 연결된 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하는, 표시 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 표시 패널은 상기 표시 영역과 이웃하는 주변 영역을 더 포함하며,
    상기 광 센서는 상기 표시 패널과 상기 보호판 사이에서 상기 주변 영역에 대응되는 위치에 배치되는, 표시 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 표시 패널은 상기 주변 영역에 위치하는 더미 화소를 포함하는, 표시 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 더미 화소는 배면 발광형 유기 발광 소자인, 표시 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 유기 발광 소자는,
    기판 위에 형성된 박막 트랜지스터에 연결된 제1 전극;
    상기 제1 전극 위에 위치하는 유기 발광층; 및
    상기 유기 발광층 위에 위치하는 제2 전극을 포함하며,
    상기 제1 및 제2 전극은 각각 투명 전극 및 반사 전극인, 표시 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 표시 패널은 상기 표시 영역과 이웃하는 주변 영역을 더 포함하며,
    상기 광 센서는 상기 표시 패널과 상기 윈도우 사이에서 상기 주변 영역에 대응되는 위치에 배치되는, 표시 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 표시 패널은 상기 주변 영역에 위치하는 더미 화소를 포함하는, 표시 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 더미 화소는 전면 발광형 유기 발광 소자인, 표시 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 유기 발광 소자는,
    기판 위에 형성된 박막 트랜지스터에 연결된 제1 전극;
    상기 제1 전극 위에 위치하는 유기 발광층; 및
    상기 유기 발광층 위에 위치하는 제2 전극을 포함하며,
    상기 제1 및 제2 전극은 각각 반사 전극 및 투명 전극인, 표시 장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 검출기는 적어도 하나 이상의 포토 다이오드를 포함하는, 표시 장치.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 보호판은 상기 광 센서에 대응되는 위치에 투과창이 형성되는, 표시 장치.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 차단판은 도전 물질로 이루어지는, 표시 장치.
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 셔터는, 상기 제1 및 제2 차단판 각각의 상측 및 하측 중 적어도 하나에 위치하여 전기력을 형성하는 유도 전극을 더 포함하는, 표시 장치.
  20. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 차단판 위에 반사막이 형성되는, 표시 장치.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 반사막은 은(Ag), 알루미늄(Al) 및 크롬(Cr)으로 이루어진 군에서 선택되는 금속 또는 상기 금속의 합금으로 이루어진, 표시 장치.
  22. 제 1 항에 있어서,
    서로 마주보는 상기 제1 및 제2 차단판의 측면 중 하나의 측면은 미리 정해진 각도로 기울어지며, 다른 하나의 측면은 상기 하나의 측면에 대응되는 형상으로 이루어진, 표시 장치.
  23. 화상을 표시하는 표시 영역을 포함하는 표시 패널;
    상기 표시 패널 상부에 위치하는 윈도우;
    상기 표시 패널 하부에 위치하는 보호판; 및
    상기 표시 패널과 상기 윈도우 사이 및 상기 표시 패널과 상기 보호판 사이 중 적어도 하나에 위치하는 광 센서를 포함하며,
    상기 광 센서는,
    상기 표시 패널로부터 발광된 빛이 상기 윈도우 또는 상기 보호판을 투과하는 것을 제어하는 셔터 및
    상기 윈도우 또는 상기 보호판을 투과한 후 반사된 상기 빛을 수신하는 광 검출기를 포함하고,
    상기 셔터는 개폐 가능한 제1 및 제2 차단판을 포함하고,
    서로 마주보는 상기 제1 및 제2 차단판의 측면 중 하나의 측면은 계단 형상으로 이루어지며, 다른 하나의 측면은 상기 하나의 측면에 대응되는 형상으로 이루어진, 표시 장치.
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