KR102648411B1

KR102648411B1 - 투명 표시 장치

Info

Publication number: KR102648411B1
Application number: KR1020160074901A
Authority: KR
Inventors: 박세홍
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2016-06-16
Filing date: 2016-06-16
Publication date: 2024-03-18
Also published as: KR20170141906A

Abstract

본 발명은 투명 표시 장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 투명 표시 장치에서는 표시 패널이 제공하는 영상을 반사시켜 화면에 제공하는 투명 표시 장치의 화면의 세로 길이가 표시 패널의 세로 길이보다 길게 형성되므로, 투명 표시 장치의 전체 부피를 줄일 수 있고, 표시 패널이 제공하는 영상을 전반사시켜 화면에 제공하므로 투명도를 향상시킬 수 있다.

Description

투명 표시 장치{TRANSPARENT DISPLAY DEVICE}

본 발명은 투명 표시 장치에 관한 것으로, 특히 투명도를 높일 수 있는 투명 표시 장치에 관한 것이다.

최근 표시 장치의 발전으로 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD), 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode; OLED) 표시 장치를 이용한 투명 표시 장치가 개발되었다.

투명 표시 장치는 전후 양방향으로 광을 투과하므로 표시 장치의 양방향으로 정보를 표시할 수 있음과 아울러 표시 장치를 사이에 두고 마주하는 사용자 각각이 투명 표시 장치의 반대편에 위치하는 물체 또는 풍경 등을 볼 수 있다. 이에 따라, 투명 표시 장치는 자동차 유리, 건물 유리, 광고용 전광판, 쿨러 도어(Cooler Door), 스크린 도어(Screen Door) 등과 같은 다양한 응용 제품에 적용될 수 있으므로 사용자 환경이 다양하다.

이러한 투명 표시 장치는 매트릭스 형태로 배열된 단위 화소를 통해 영상을 표시한다. 특히, 투명 표시 장치의 각 단위 화소는 투명 표시 장치의 반대편에 위치하는 물체 또는 풍경 등의 배경을 투과시키는 투과 영역을 구비한다. 그러나, 각 단위 화소에서 투과 영역이 차지하는 비율이 낮으므로 종래 투명 표시 장치는 투명도를 30% 이상으로 구현할 수 없어 활용도가 낮은 문제점이 있다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 투명도를 높일 수 있는 투명 표시 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 투명 표시 장치에서는 표시 패널이 제공하는 영상을 반사시켜 화면에 제공하는 투명 표시 장치의 화면의 세로 길이가 표시 패널의 세로 길이보다 길게 형성되므로, 투명 표시 장치의 전체 부피를 줄일 수 있고, 표시 패널이 제공하는 영상을 전반사시켜 화면에 제공하므로 투명도를 향상시킬 수 있다.

본 발명에서는 표시 패널의 세로 길이를 화면의 세로 길이보다 짧게 형성하므로, 투명 표시 장치의 전체 부피를 줄일 수 있어 부피에 제약이 없는 투명 표시 장치를 구현할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 투명 표시 장치는 투명 반사부를 이용하여 표시 패널에서 구현되는 영상을 전반사시키고, 투명 반사부 배면에 위치하는 배경이 표시 패널에 의해 광손실되지 않고 투명 반사부를 투과하므로 투명도를 90%이상으로 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 투명 표시 장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 표시 패널의 서브 화소의 구성을 설명하기 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 도 1에 도시된 표시 패널에서 출사되는 영상의 유무에 따른 투명 반사부의 동작을 구체적으로 설명하기 위한 단면도들이다.
도 4는 도 1에 도시된 투명 반사부의 구성을 설명하기 위한 단면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 투명 반사부와 표시 패널 각각의 세로 길이에 따라 표시 패널의 서브 화소의 크기를 설계하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 비교 예와 본 발명의 실시 예에 따른 투명 표시 장치를 나타내는 단면도들이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 투명 표시 장치를 나타내는 사시도이다.

도 1에 도시된 투명 표시 장치는 표시 패널(120) 및 투명 반사부(110)를 구비한다.

표시 패널(120)은 매트릭스 형태로 배열된 단위 화소를 통해 영상을 표시한다. 단위 화소는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 서브 화소로 구성되거나, 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 및 백색(W) 서브 화소로 구성된다. 이러한 표시 패널(120)로는 액정 표시 패널 및 유기 발광 표시 패널 등이 이용된다. 본 발명에서는 표시 패널(120)로 유기 발광 표시 패널을 이용하는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.

표시 패널(120)의 각 서브 화소에는 도 2에 도시된 바와 같이 입력 영상의 데이터 신호에 따른 빛을 방출하는 유기 발광 소자(OLED)와, 유기 발광 소자(OLED)를 구동하는 화소 회로가 배치된다. 화소 구동회로는 스캔 라인(SL)에 공급되는 스캔 신호에 응답하여 데이터 라인(DL)에 공급되는 데이터 신호에 대응되는 데이터 전류를 유기발광소자(OLED)에 공급한다. 이를 위해, 화소 구동회로는 스위칭 트랜지스터(Tr_S), 구동 트랜지스터(Tr_D), 및 커패시터(C)를 구비한다. 스위칭 트랜지스터(Tr_S)는 스캔 라인(SL)에 공급되는 스캔 신호에 따라 스위칭되어 데이터 라인(DL)에 공급되는 데이터 신호를 구동 트랜지스터(Tr_D)에 공급한다. 구동 트랜지스터(Tr_D)는 스위칭 트랜지스터(Tr_S)로부터 공급되는 데이터 신호에 따라 스위칭되어 고전위 전원(VDD)으로부터 유기발광소자(OLED)로 흐르는 전류를 제어한다. 커패시터(C)는 구동 트랜지스터(Tr_D)의 게이트 단자와 유기발광소자(OLED) 사이에 접속되어 구동 트랜지스터(Tr_S)의 게이트 단자에 공급되는 데이터 신호에 대응되는 전압을 저장하고, 저장된 전압으로 구동 트랜지스터(Tr_D)의 턴-온 상태를 1 프레임 동안 일정하게 유지시킨다. 여기서, 도 2에 도시된 화소 구동 회로의 구성은 하나의 실시예일뿐 이로 한정되는 것은 아니다.

유기발광소자(OLED)는 구동 트랜지스터(Tr_D)의 소스 단자와 저전위 전원(VSS) 사이에 전기적으로 접속되어 구동 트랜지스터(Tr_D)로부터 공급되는 데이터 신호에 대응되는 전류에 의해 발광한다. 이를 위해, 유기발광소자(OLED)는 구동 트랜지스터(Tr_D)의 소스 단자에 접속된 애노드 전극과, 애노드 전극 상에 형성된 유기층, 유기층 상에 형성된 캐소드 전극을 포함하여 구성된다. 여기서, 유기층은 정공 주입층/정공 수송층/발광층/전자 수송층/전자 주입층 등을 포함하여 구성될 수 있다.

이에 따라, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 서브 화소 각각은 데이터 신호에 따른 구동 트랜지스터(Tr_D)의 스위칭을 이용하여 고전위 전원(VDD)으로부터 유기발광소자(OLED)로 흐르는 전류의 크기를 제어하여 유기발광소자(OLED)의 발광층을 발광시킨다.

투명 반사부(110)는 유리, 아크릴 또는 폴리카보네이트 등과 같은 투명 재질로 형성된다.

이러한 투명 반사부(110)는 도 3a에 도시된 바와 같이 표시 패널(120)에서 제공되는 영상이 있는 경우, 그 영상을 전반사시키고, 투명 반사부(110)의 배면에 위치하는 물체 또는 풍경 등의 배경을 투과시킨다. 이에 따라, 사용자(100)는 표시 패널(120)에서 제공하는 영상과 함께 투명 반사부(110)의 배면에 위치하는 배경이 겹쳐 볼 수 있게 된다. 또한, 투명 반사부(110)는 도 3b에 도시된 바와 같이 표시 패널(120)에서 제공되는 영상이 없는 경우, 투명 반사부(110)의 배면에 위치하는 물체 또는 풍경 등의 배경을 투과시킨다. 이에 따라, 사용자(100)는 투명 반사부(110)의 배면에 위치하는 배경만을 볼 수 있게 된다.

이 투명 반사부(110)는 도 4에 도시된 바와 같이 입사면(110a), 경사면(110c) 및 출사면(110b)을 구비하는 삼각형 형태로 형성된다.

입사면(110a)은 표시 패널(120)에서 제공하는 영상이 입사되도록 표시 패널(110)과 마주보도록 배치된다.

출사면(110b)은 입사면(110a)과 직각을 이루도록 배치된다. 이 출사면(110b)을 통해 투명 반사부(110)의 경사면(110c)의 뒤쪽에 배치되는 물체 또는 풍경 등의 배경과, 표시 패널(120)에서 제공되어 경사면(110c)에서 반사된 영상이 출사된다. 이 출사면(110b)은 투명 표시 장치의 화면 크기와 동일한 면적을 가지며, 투명 표시 장치의 화면으로 이용되거나, 출사면(110b)을 통과한 영상이 공중에 표시되어 공중이 화면으로 이용된다. 본 발명에서는 투명 반사부(110)의 출사면(110b)이 화면으로 이용된 경우를 예로 들어 설명하기로 하며, 이는 하나의 실시 예일뿐 이로 한정하는 것은 아니다.

경사면(110c)은 표시 패널(120)에서 제공하는 영상을 반사시킨다. 이러한 경사면(110c)은 입사면(110a)과 출사면(110b) 사이에 배치되며, 입사면(110a)과 경사면(110c) 사이의 경사각(θ)은 45도를 초과하고 90도 미만으로 형성되고, 출사면(110b)과 경사면(110c) 사이의 경사각은 입사면(110a)과 경사면(110c) 사이의 경사각(θ)보다 작게 형성된다.

이러한 투명 반사부(110)의 출사면(110b)의 가로 길이(W2)는 도 1에 도시된 바와 같이 표시 패널(120)의 가로 길이(W1)와 동일하고, 표시 패널(120)의 세로 길이(H1)는 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이 투명 반사부(110)의 출사면(110b)이 제공하는 화면의 세로 길이(H2)보다 짧게 형성된다.

이 때, 표시 패널(120)의 세로 길이(H1)는 수학식 1과 같이 경사각(θ)과 투명 반사부(110)에서 제공하는 화면의 세로 길이(H2)에 의해 결정된다.

예를 들어, 투명 반사부(110)의 출사면(110b)이 제공하는 화면의 크기가 607mm(가로길이)×348mm(세로 길이)이고, 경사각(θ)이 80도인 경우, 표시 패널(120)의 세로 길이(H1)는 39mm로 결정된다.

그리고, 투명 반사부(110)의 출사면(110b)이 제공하는 화면의 세로 길이(H2)보다 작아진 표시 패널(120)의 세로 길이(H1)에 비례하도록 도 5에 도시된 표시 패널(120)의 각 서브 화소(SP1)의 세로 길이(V1)를 수학식 2와 같이 설계한다.

즉, 투명 반사부(110)에서 제공하는 화면의 세로 길이(H2)와 표시 패널(120)의 세로 길이(H1)의 비와, 화면에 구현되는 서브 화소(SP2)의 세로 길이(V2)와 표시 패널(120)의 각 서브 화소(SP1)의 세로 길이(V1)의 비가 같도록 설계한다. 이 때, 표시 패널의 각 서브 화소(SP1)의 화소 도트 피치(Pixel Dot Pitch)는 투명 반사부(110)의 경사면(110c)의 기울기에 의해 반사되는 거리를 고려하여 투명 반사부(110)의 출사면인 화면에서 구현되는 서브 화소(SP2)의 화소 도트 피치(Pixel Dot Pitch)와 일대일로 매칭되도록 설계된다.

예를 들어, 투명 반사부(110)에서 제공하는 화면에 구현되는 서브 화소(SP2)의 세로 길이(V2)가 0.233mm인 경우, 표시 패널(120)의 각 서브 화소(SP1)의 세로 길이(V1)는 0.0258mm로 설계해야 한다.

이 경우, 투명 반사부(110)에서 제공하는 화면에 구현되는 단위 화소의 세로 길이는 단위 화소의 가로 길이와 유사한 반면에, 표시 패널(120)의 단위 화소(PU)의 세로 길이는 단위 화소(PU)의 가로 길이보다 길게 형성된다.

이와 같이, 본 발명에 따른 투명 표시 장치에서는 표시 패널(120)의 세로 길이(H1)를 투명 반사부(110)에서 제공하는 화면의 세로 길이(H2)보다 짧게 형성하므로, 투명 표시 장치의 전체 부피를 줄일 수 있어 부피에 제약이 없는 투명 표시 장치를 구현할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 투명 표시 장치는 투명 반사부(110)를 이용하여 표시 패널(120)에서 구현되는 영상을 전반사시키고, 투명 반사부(110) 배면에 위치하는 배경이 표시 패널(120)에 의해 광손실되지 않고 투명 반사부(110)를 투과하므로 투명도를 90%이상으로 향상시킬 수 있다.

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 비교 예와 본 발명의 실시 예에 따른 투명 표시 장치를 나타내는 단면도들이다.

도 6a에 도시된 비교 예에 따른 투명 표시 장치에서는 표시 패널(20)과 45도로 경사진 미러(10)를 이용하여 영상을 구현한다. 이 경우, 표시 패널(20)의 세로 길이(H1)와 화면의 세로 길이(H2)가 동일하므로 투명 표시 장치의 화면 크기가 커질수록 표시 패널(20)의 크기도 증가하게 되어 투명 표시 장치의 전체 부피가 커지게 된다.

반면에, 도 6b에 도시된 실시 예에 따른 투명 표시 장치에서는 표시 패널(120)과, 45도를 초과하여 90도 미만의 경사진 경사면(110c)을 가지는 투명 반사부(110)를 이용하여 영상을 구현한다. 이 경우, 표시 패널(120)의 세로 길이(H1)는 투명 표시 장치의 화면의 세로 길이(H2)보다 작으므로, 투명 표시 장치의 화면 크기가 커질수록 표시 패널의 크기 증가가 최소화되므로 비교예에 비해 부피 제약이 없다.

예를 들어, 투명 표시 장치의 화면의 세로 길이(H2)가 1000mm인 경우, 비교 예에서는 표시 패널(20)의 세로 길이(H1)가 투명 표시 장치의 화면과 동일하게 1000mm으로 형성된다. 반면에, 본 발명의 실시 예에서는 경사각(θ)이 80도 인 경우, 수학식 1에 의해 표시 패널(120)의 세로 길이가 176.33mm로 비교예보다 작아진다. 따라서, 본 발명에 따른 투명 표시 장치는 전체 부피를 줄일 수 있어 부피에 제약이 없는 투명 표시 장치를 구현할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 명세서에 개시된 실시 예들은 본 발명을 한정하는 것이 아니다. 본 발명의 범위는 아래의 특허청구범위에 의해 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술도 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석해야 할 것이다.

110 : 투명 반사부 120 : 표시 패널

Claims

표시 패널과;
상기 표시 패널이 제공하는 영상을 반사시키고, 상기 반사된 영상을 상기 표시 패널과 수직한 방향의 화면에 제공하는 투명 반사부를 구비하고,
상기 투명 반사부는,
상기 표시 패널과 마주보도록 상기 표시 패널 상에 배치되는 입사면과;
상기 입사면의 일측에 상기 입사면과 예각을 갖고 배치되는 경사면과;
상기 입사면의 타측에 상기 입사면과 수직하게 배치된 출사면을 구비하고,
상기 화면의 상기 표시 패널과 수직한 방향의 길이는 상기 표시 패널의 단변 길이보다 긴 투명 표시 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 입사면은 상기 표시 패널에서 제공하는 영상이 입사되고,
상기 경사면은 상기 표시 패널에서 제공하는 영상을 반사시키고,
상기 출사면은 상기 반사된 영상을 출사시키는 투명 표시 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 입사면과 상기 경사면이 이루는 상기 예각은 45도를 초과하고 90도 미만인 투명 표시 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 표시 패널의 단변 길이는 하기 수학식 1과 같이 상기 예각(θ)과 상기 화면의 상기 표시 패널과 수직한 방향의 길이에 의해 결정되는 투명 표시 장치.
[수학식 1]
tanθ=화면의 표시 패널과 수직한 방향의 길이/표시 패널의 단변 길이
제 1 항에 있어서,
상기 표시 패널에는 서로 다른 색을 구현하는 적어도 3개의 서브 화소로 이루어진 단위 화소들이 다수개 배치되며,
상기 단위 화소의 세로 길이는 상기 단위 화소의 가로 길이보다 긴 투명 표시 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 화면의 상기 표시 패널과 수직한 방향의 길이와 상기 표시 패널의 단변 길이의 비는, 상기 화면 크기와 대응하는 서브 화소의 세로 길이와 상기 표시 패널의 서브 화소의 세로 길이의 비와 같은 투명 표시 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 입사면과 접하지 않는 상기 경사면과 상기 출사면 각각의 상부는 서로 접하는 투명 표시 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 입사면은 마주하는 상기 표시 패널의 면과 접하는 투명 표시 장치.