KR20130084139A - 디스플레이 모듈 및 이를 구비하는 이동 단말기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 제1영상을 구현하도록 형성되는 제1패널과, 상기 제1패널을 덮도록 배치되는 제2패널, 및 상기 제1패널과 상기 제2패널 사이의 공간을 메우도록 이루어져 상기 제1패널과 상기 제2패널을 합착하고 자외선(UV) 조사에 의해 경화되는 재질로 형성되는 자외선 경화층을 포함하며, 상기 자외선 경화층은 상기 제1패널 상에 세워지고, 각각 이격되게 배치되는 복수의 지지부, 및 상기 복수의 지지부 사이에 충전(充塡)되며 상기 제2패널을 지지하도록 형성되는 충전층을 포함하는 디스플레이 모듈, 그리고 이를 구비하는 이동 단말기를 제안한다.

Description

디스플레이 모듈 및 이를 구비하는 이동 단말기{DISPLAY MODULE AND MOBILE TERMINAL HAVING THE SAME}
본 발명은 시각 정보를 출력하도록 형성되는 디스플레이 모듈 및 이를 구비하는 이동 단말기에 관한 것이다.
이동 단말기는 휴대가 가능하면서 음성 및 영상 통화 기능, 정보를 입·출력하는 기능, 데이터를 저장할 수 있는 기능 등을 하나 이상 갖춘 휴대용 전자기기이다.
이동 단말기는 기능이 다양화됨에 따라 사진이나 동영상의 촬영, 음악이나 동영상 파일의 재생, 게임, 방송 수신 등의 복잡한 기능들을 갖춘 멀티미디어 기기(multimedia player) 형태로 구현되고 있다.
최근 3차원 디스플레이, 하이브리드 디스플레이 등에 대한 관심이 높아지고 있으며, 이를 구현하는 여러 가지 제품이 출시되고 있다. 3차원 디스플레이는 기존의 2차원 디스플레이에서 느낄 수 없는 깊이 정보를 부가해 사용자가 마치 현장에 있는 것과 같은 시각적인 생동감과 현실감을 느끼도록 한다. 하이브리드 디스플레이는 디스플레이에 터치 패널이 결합된 구조 또는 서로 다른 디스플레이가 결합된 구조를 갖는다.
3차원 디스플레이, 하이브리드 디스플레이 등에서, 디스플레이부의 일부가 색이 변하여 정상적으로 영상을 표시하지 못하는 황변(yellowing)이 발생될 수 있으며, 이러한 황변 발생을 해결하기 위한 다양한 구조적 개선이 이루어지고 있다.
본 발명은 디스플레이의 황변 발생이 감소/제거될 수 있는 구조를 갖는 디스플레이 모듈 및 이를 구비하는 이동 단말기를 제안하기 위한 것이다.
이와 같은 본 발명의 해결 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따르는 디스플레이 모듈은 제1영상을 구현하도록 형성되는 제1패널과, 상기 제1패널을 덮도록 배치되는 제2패널, 및 상기 제1패널과 상기 제2패널 사이의 공간을 메우도록 이루어져 상기 제1패널과 상기 제2패널을 합착하고 자외선(UV) 조사에 의해 경화되는 재질로 형성되는 자외선 경화층을 포함하며, 상기 자외선 경화층은 상기 제1패널 상에 세워지고 각각 이격되게 배치되는 복수의 지지부, 및 상기 복수의 지지부 사이에 충전(充塡)되며 상기 제2패널을 지지하도록 형성되는 충전층을 포함한다. 상기 복수의 지지부 및 상기 충전층은 경질(硬質)의 자외선 경화 수지로 형성될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 복수의 지지부는 상기 자외선 경화층의 평탄도가 확보되도록 상기 충전층의 경화 과정에서 상기 충전층을 지지하여 상기 자외선 경화층의 수축을 방지하도록 이루어진다.
본 발명과 관련된 다른 일 예에 따르면, 상기 복수의 지지부의 상면은 상기 복수의 지지부가 상기 충전층과 함께 상기 제2패널을 지지하도록 상기 충전층의 상면과 동일 평면을 형성한다.
본 발명과 관련된 다른 일 예에 따르면, 상기 복수의 지지부는 기설정된 간격을 두고 각각 이격되게 배치된다.
본 발명과 관련된 다른 일 예에 따르면, 상기 자외선 경화층은 탄성 변형 가능하게 형성된다.
본 발명과 관련된 다른 일 예에 따르면, 상기 제2패널은 3차원 영상을 구현할 수 있도록 상기 제1영상을 선택적으로 통과 및 차단시키는 슬릿(slit) 영역 및 배리어(barrier) 영역을 포함한다.
본 발명과 관련된 다른 일 예에 따르면, 상기 제1패널은 컬러 영상을 출력하고, 상기 제2패널은 흑백 영상만을 출력하며, 제어부는 상기 제1 또는 제2패널을 선택적으로 작동시키도록 이루어진다.
본 발명과 관련된 다른 일 예에 따르면, 상기 제2패널은 도전 패턴을 구비하여 터치 입력을 감지하도록 이루어지고 상기 자외선 경화층을 덮도록 배치되는 터치감지부, 및 상기 터치감지부을 덮도록 배치되며 광 투과성 소재로 형성되는 윈도우를 포함한다.
또한, 상기한 과제를 실현하기 위하여 본 발명은 단말기 바디, 및 상기 단말기 바디에 장착되고 시각 정보를 출력하도록 형성되며 상기 디스플레이 모듈을 포함하는 이동 단말기를 개시한다.
상기와 같은 구성의 본 발명에 의하면, 제1패널과 제2패널 사이에 복수의 지지부 및 충전층을 구비하는 자외선 경화층이 형성되고, 복수의 지지부는 충전층의 경화 과정에서 충전층을 지지하여 자외선 경화층의 수축을 방지하도록 이루어지는바, 자외선 경화층의 평탄도가 확보되며, 그 결과 디스플레이부의 황변 발생이 감소/제거될 수 있다.
도 1은 본 발명과 관련된 이동 단말기의 일 예를 전면에서 바라본 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 이동 단말기의 후면 사시도.
도 3은 도 1의 이동 단말기의 분해 사시도.
도 4는 도 1에 도시된 디스플레이부에서 3차원 영상이 구현되는 것을 보인 개념도.
도 5a 및 5b는 도 1의 디스플레이부에서 각각 2차원 및 3차원 영상이 구현될 때의 동작 모드 별 개념도.
도 6은 도 3에 도시된 디스플레이 모듈의 개념도.
도 7은 도 6의 라인 Ⅶ-Ⅶ을 따라 취한 단면도.
도 8은 도 3에 도시된 디스플레이 모듈의 변형 실시예를 보인 단면도.
이하, 본 발명에 관련된 디스플레이 모듈 및 이를 구비하는 이동 단말기에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
본 명세서에서 설명되는 이동 단말기에는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션 등이 포함될 수 있다. 그러나 본 명세서에 기재된 실시예에 따른 구성은 이동 단말기에만 적용 가능한 경우를 제외하면, 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터 등과 같은 고정 단말기에도 적용될 수도 있음을 본 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명과 관련된 이동 단말기(100)의 일 실시예를 전면에서 바라본 사시도이다.
상기 단말기의 본체의 외관을 이루는 케이스(케이싱, 하우징, 커버 등)는 프론트 케이스(111)와 리어 케이스(121)에 의해 형성된다. 상기 프론트 케이스(111)와 리어 케이스(121)에 의해 형성된 공간에는 각종 전자부품들이 내장된다. 프론트 케이스(111)와 리어 케이스(121) 사이에는 적어도 하나의 중간 케이스가 추가로 배치될 수도 있다. 상기 케이스들은 합성수지를 사출하여 형성되거나 스테인리스 스틸(STS), 알루미늄(Al), 티타늄(Ti) 등과 같은 금속으로 형성될 수 있다.
상기 프론트 케이스(111)에는 디스플레이부(113), 제1음향출력부(114), 제1영상 입력부(115), 제1조작부(116), 음향 입력부(117) 등이 배치될 수 있다.
상기 디스플레이부(113)는 정보를 시각적으로 표현하는 LCD(liquid crystal display) 모듈, OLED(Organic Light Emitting Diodes) 모듈 등과 같은 디스플레이 모듈(200, 도 3 참조)을 포함한다. 상기 디스플레이부(113)는 터치 스크린으로 형성되어 터치 입력이 가능하게 형성될 수 있다.
상기 제1음향출력부(114)는 리시버(Receiver) 또는 스피커(speaker)의 형태로 구현될 수 있다.
상기 제1영상 입력부(115)는 사용자 등에 대한 이미지 또는 동영상을 촬영하기 위한 카메라 모듈과 같은 형태로 구현될 수 있다.
상기 제1조작부(116)는 이동 단말기(100)의 동작을 제어하기 위한 명령을 입력받도록 이루어진다. 제1조작부(116)는 윈도우부(140) 상의 사용자의 터치 입력을 받도록 형성되는 키 영역일 수 있다.
상기 음향 입력부(117)는 사용자의 음성, 기타 소리 등을 입력 받기 위해 마이크로폰(Microphone)과 같은 형태로 구현될 수 있다.
리어 케이스(121)에는 제2조작부(123), 인터페이스(124), 전원 공급부(125) 등이 배치될 수 있다.
제2조작부(123)는 리어 케이스(121)의 측면에 설치될 수 있다. 제1조작부(116)와 더불어 제2조작부(123)는 조작부(manipulating portion)라 통칭될 수 있으며, 사용자가 촉각적인 느낌을 가면서 조작하게 되는 방식(tactile manner)이라면 어떤 방식이든 채용될 수 있다. 예를 들어, 상기 조작부는 사용자의 푸쉬 또는 터치 조작에 의해 명령 또는 정보를 입력 받을 수 있는 돔 스위치 또는 터치 스크린, 터치 패드로 구현되거나, 키를 회전시키는 휠 또는 조그 방식이나 조이스틱과 같이 조작하는 방식 등으로도 구현될 수 있다.
기능적인 면에서, 제1조작부(116)는 시작, 종료 등과 같은 메뉴 등을 입력하기 위해 사용될 수 있으며, 제2조작부(123)는 스크롤 기능 외에 제1영상 입력부(115)의 활성화 등과 같은 특수한 기능을 수행하는 핫 키(hot-key)로서 작동할 수 있다. 제1 및 제2조작부(116, 123)가 예시된 바와 같이 최소화된다면, 전화 번호나 문자 등은 디스플레이부(113)에 구비되는 터치 스크린에 의해 입력될 수 있다.
인터페이스(124)는 이동 단말기(100)가 외부 기기와 데이터 교환 등을 할 수 있게 하는 통로가 된다. 예를 들어, 인터페이스(124)는 유선 또는 무선으로, 이어폰과 연결하기 위한 접속단자, 근거리 통신을 위한 포트{예를 들어 적외선 포트(IrDA port), 블루투스 포트(Bluetooth port), 무선 랜 포트(wireless Lan port)등}, 또는 이동 단말기(100)에 전원을 공급하기 위한 전원공급 단자들 중 적어도 하나일 수 있다. 인터페이스(124)는 SIM(subscriber identification module) 또는 UIM(user identity module), 정보 저장을 위한 메모리 카드 등의 외장형 카드를 수용하는 카드 소켓일 수도 있다.
전원 공급부(125)는 이동 단말기(100)에 전원을 공급하도록 이루어진다. 전원 공급부(125)는, 예를 들어 충전 가능한 배터리로서 충전 등을 위하여 착탈 가능하게 결합될 수 있다.
도 2는 도 1의 이동 단말기(100)의 후면 사시도이다.
도 2를 참조하면, 상기 리어 케이스(121)에는 제2영상 입력부(127), 제2음향출력부(130), 방송신호 수신용 안테나(131) 등이 추가로 배치될 수도 있다.
제2영상 입력부(127)는 제1영상입력부(115, 도 1 참조)와 실질적으로 반대되는 촬영 방향을 가지며, 제1영상 입력부(115)와 서로 다른 화소를 가지는 카메라일 수 있다. 예를 들어, 제1영상 입력부(115)는 화상 통화 등의 경우에 사용자의 얼굴을 촬영하여 상대방에 전송함에 무리가 없도록 저 화소를 가지며, 제2영상 입력부(127)는 일반적인 피사체를 촬영하고 바로 전송하지는 않는 경우가 많기에 고 화소를 가지는 것이 바람직하다.
제2영상 입력부(127)에 인접하게는 플래쉬(128)와 거울부(129)가 추가로 배치된다. 상기 플래쉬(128)는 제2영상 입력부(127)로 피사체를 촬영하는 경우에 상기 피사체를 향해 빛을 비추게 된다. 거울부(129)는 사용자가 제2영상 입력부(127)를 이용하여 자신을 촬영(셀프 촬영)하고자 하는 경우에, 사용자 자신의 얼굴 등을 비춰볼 수 있게 한다.
제2음향출력부(130)는 제1음향출력부(114, 도1 참조)와 함께 스테레오 기능을 구현할 수 있으며, 스피커폰 모드로 통화를 위하여 사용될 수도 있다.
방송신호 수신용 안테나(131)는 통화 등을 위한 안테나와 별도로 리어 케이스(121)의 일 측에 배치될 수 있다. 상기 안테나(131)는 리어 케이스(121)에 인출 가능하게 설치될 수 있다.
이상에서는 제1조작부(116) 등은 프론트 케이스(111)에, 제2조작부(123) 등은 리어 케이스(121)에 장착되는 것으로 설명하였으나, 반드시 그러한 위치에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 제2조작부(123)가 제1조작부(116)와 인접하게 프론트 케이스(111)에 배치될 수도 있다. 나아가, 제2영상 입력부(127)가 별도로 구비되지 않더라도, 제1영상 입력부(115)가 회전 가능하게 형성되어 제2영상 입력부(127)의 촬영 방향까지 촬영 가능하도록 구성될 수도 있다.
도 3은 도 1의 이동 단말기(100)의 분해 사시도이다.
본 도면을 참조하면, 프론트 케이스(111)의 일면을 덮도록 윈도우부(140)가 결합된다. 윈도우부(140)는 디스플레이 모듈(200)에서 출력되는 시각 정보가 외부에서 인지되도록 디스플레이 모듈(200)의 일면을 덮는다. 윈도우부(140)는 디스플레이 모듈(200)과 함께 디스플레이부(113, 도 1 참조)를 이룬다.
윈도우부(140)는 사용자의 터치를 인식할 수 있도록 형성되며, 정보(명령, 신호 등)의 입력을 가능하게 한다.
윈도우부(140)는 디스플레이 모듈(200)에 대응하는 면적을 가질 수 있으며, 빛이 투과할 수 있는 소재로 구성될 수 있다. 윈도우부(140)에는 빛이 투과되지 않거나 빛의 투과율이 아주 낮은 불투명영역이 형성될 수 있다. 예를 들어 윈도우부(140)의 가장자리를 따라 빛이 투과할 수 없도록 표면 처리될 수 있다.
프론트 케이스(111)에는 제1조작부(116)에 대응하여 조작 패드가 형성될 수 있다. 조작 패드는 사용자가 터치 또는 누름 조작하는 대상이 된다. 이러한 조작 패드 윈도우부(140)의 일부분에 조작 영역으로 형성될 수도 있다.
프론트 케이스(111)에는 음향홀(114b), 윈도우홀(112b), 그리고 영상윈도우(115b)가 형성될 수 있다.
음향홀(114b)은 음향출력부(114)에 대응하도록 형성되어 이동 단말기(100)의 음향, 예를 들어 벨소리, 음악 등이 외부로 방출되도록 한다. 윈도우홀(112b)은 디스플레이부(113)에 대응하도록 형성된다. 제1영상 입력부(115)에 대응하여서는 광 투과성의 영상윈도우(115b)가 형성될 수 있다.
리어 케이스(121)에는 회로기판(170), 디스플레이 모듈(200), 스피커 모듈(114a), 카메라 모듈(115a), 그리고 스위치 등이 장착될 수 있다.
회로기판(170)은 이동 단말기(100)의 각종 기능을 동작시키기 위한 제어부의 일 예로서 구성될 수 있다. 회로 기판(170)은 사용자가 윈도우부(140)를 터치함에 따라 발생하는 윈도우부(140) 내부에서 발생하는 전기적 변화, 예를 들어 정전용량 또는 전하량의 변화를 감지할 수 있다.
윈도우부(140)의 내부에는 전극이 내장되도록 형성된다. 전극은 도전성 패턴으로 형성될 수 있다. 전극에는 전하가 충전될 수 있으며, 도전체가 가까운 거리에서 움직이면 그에 따라 충전되어 있는 전하량이 변화할 수 있다. 도전체, 예를 들어 사용자의 손가락이 윈도우를 터치하면 전극에 충전된 전하량이 변하며, 이는 결국 손가락과 전극 사이의 정전용량이 변하는 것과 같다.
윈도우부(140)의 전극은 전하량의 변화를 감지하는 제어부, 예를 들어 회로기판(170)과 전기적으로 연결된다. 이러한 전기적 연결을 위하여 연성회로기판(150)이 홀(152)을 관통하여 회로기판(170)과 연결될 수 있다. 전하량의 변화의 감지에 따라 회로 기판(170)은 이동 단말기(100)와 관련한 기능 중 적어도 하나의 상태를 변화시킬 수 있다.
연성회로기판(150)은 윈도우부(140)의 일단에서 연장된다. 연성회로기판(150)의 일단은 전극과 연결되며 타단은 회로기판(170)과 연결될 수 있다. 연성회로기판(150)은 일정 강성(stiffness)와 탄성을 유지하도록 금속 재질로 형성될 수 있다.
도 4는 도 1에 도시된 디스플레이부(113)에서 3차원 영상이 구현되는 것을 보인 개념도이고, 도 5a 및 5b는 도 1의 디스플레이부(113)에서 각각 2차원 및 3차원 영상이 구현될 때의 동작 모드 별 개념도이다.
본 발명의 일실시예에 따르는 디스플레이 모듈(200)은 제1패널(240) 및 제2패널(250)을 포함한다. 여기서, 케이스나 구동부와 같은 구성에 대해서는 생략하고 표시하였으나, 생략된 구성이 본 발명을 실시하는 데 있어서 불필요한 것은 아니다.
제1패널(240)에는 좌안용 이미지정보를 표시하는 좌안 픽셀(L)과 우안용 이미지정보를 표시하는 우안 픽셀(R)이 번갈아 형성되어 있고, 이의 배면으로는 빛을 공급하는 백라이트 유닛(backlight unit: 210)이 배치될 수 있다.
백라이트 유닛(210)은 제1패널(240) 및 제2패널(250)을 통해 사용자에게 제공되는 영상의 원천으로 이용될 수 있다. 백라이트 유닛(210)은 제1패널(240)의 제1기판(241)의 외측면 또는 제1패널(240)의 측면을 감싸는 형태로 배치되어 도광판을 통해 제1패널(240)에 광을 제공한다. 백라이트 유닛(210)은 도광판, 광원, 반사판, 광학시트를 포함하여 구성될 수 있다. 특히 광원은 PDP, OLED, LED, 냉음극관 및 이와 동일한 기능을 갖는 기구를 이용하여 구성하는 것이 가능하지만, 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
백라이트 유닛(210)는 다양한 기술이 공지되어 있으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
그리고 제1패널(220)과 관찰자(10) 사이에는 패러랙스 제2패널(250)이 위치하여 포지션 별로 빛을 투과 및 차단시키도록 이루어진다. 제2패널(250)에는 좌/우안용 픽셀(L, R)로부터 나오는 빛을 각각 선택적으로 통과 및 차단시키는 슬릿 영역(T)과 배리어 영역(B)가 번갈아 형성된 형태로 존재한다.
백라이트 유닛(210)으로부터 발산된 빛 중에서 제1패널(240)의 좌안용 픽셀(L)을 통과한 빛(L1)은 패러랙스 제2패널(250)의 슬릿 영역(T)을 거쳐 관찰자(10)의 좌안(LE)에 도달되고, 제1패널(240)의 우안용 픽셀(R)을 통과한 빛(R1)은 패러랙스 제2패널(250)의 슬릿 영역(T)을 거쳐 관찰자(10)의 우안(RE)에 도달된다. 그리고 이들 각각의 좌/우안용 픽셀을 통해 표시되는 영상에는 인간이 충분히 감지할 수 있을 정도의 충분한 시차(視差)정보가 존재하여 관찰자(10)는 3차원 입체영상을 인식하게 된다.
제2패널(250)은 2D 모드에서는 아무런 작용을 하지 않고 전면에 걸쳐 빛을 투과시키지만, 3D 모드에서는 빛을 투과시키는 슬릿 역할의 투과영역과 빛을 차단하는 배리어 역할의 차단영역이 스트라이프 형태로 구분되어 나타난다.
도 5a 내지 도 5b 에서 보는 바와 같이, 제1패널(240)은 액정층(243)을 사이에 두고 서로 대면 합착된 한 쌍의 제 1 및 제 2기판(241, 242)을 포함한다.
이들 양 기판(241, 242) 사이로 다수의 화소(pixel)가 각각 방향성을 가지고 배열될 수 있다. 그리고 이들 각 화소마다 액정을 사이에 두고 서로 대향하는 제1기판(241)의 투명 화소전극과 제2기판(242)의 투명 공통전극이 위치할 수 있다.
이중 화소전극에는 일대일 대응 구비된 박막트랜지스터(Thin Film Transistor: TFT)에 의해 선택적으로 영상신호전압이 인가될 수 있다. 그리고 제 2기판(242)으로는 각 화소에 대응되게 일례로 RGB 컬러필터(Red, Green, Blue color-filter) 및 이들 사이 간격을 메꾸는 블랙매트릭스(black matrix)가 구비되며, 상기 공통전극이 이들을 덮도록 형성될 수 있다.
따라서 박막트랜지스터의 스위칭 동작에 의해 선택된 화소의 화소전극으로 영상신호전압이 인가되면 해당 화소전극과 공통전극 사이에 전압차가 발생하고, 이로 인해 광학적 이방성과 분극성질을 가진 액정분자가 구동되어 투과율의 차이를 나타낸다. 백라이트 유닛(210)의 빛이 제1패널(240)을 투과하면서 각 화소별 투과율의 차이와 RGB 컬러필터의 색조합에 따라 여러 가지 다양한 평면 컬러영상이 표시된다. 여기서 제1패널(240)은 LCD 패널을 일 예로 들었지만, 브라운관, 플라즈마 디스플레이 패널 OLED 디스플레이 패널 및 여하의 디스플레이 패널을 이용하여 구현하는 것도 가능하다.
또한, 제2패널(250)은 제 2 액정층(253)을 사이에 두고 서로 대면 합착된 제1 및 제2배리어 기판(251, 252)을 포함하지만, 제1패널(240)과 달리 화소의 구분 없이 투명 배리어전극이 제1배리어 기판(251) 내면에 형성되어 있고 제2배리어 기판(252) 내면으로는 투명 공통전극이 마련되어 있다. 이때 배리어전극은 상기 액정층(253)이 트위스티드 네마틱(twisted nematic) 집합체로 형성되는 경우 3D 모드에서만 액정구동전압이 인가된다.
아울러, 이 같은 디스플레이 모듈(200)에는 제1패널(240)의 제1기판(241) 외면, 제1패널(240)과 제2패널(250) 사이 그리고 제2패널(250)의 제2배리어 기판(252) 배면으로 각각 편광판이 부착될 수 있다.
이와 같이, 제2패널(250)을 구비한 디스플레이 모듈(200)은 제2패널(250)의 배리어전극으로 전압이 인가되지 않은 도 2a의 2D 모드에서 상기 제2패널(250)의 전면에 걸쳐 노멀 화이트(normal white) 상태를 유지하여 백라이트 유닛(210)으로부터 출사된 빛을 단순 투과시키고, 그 결과 관찰자는 제1패널(240)의 평면영상을 볼 수 있다. 여기서는 노멀 화이트에 대하여만, 설명하였지만, 2D 또는 3D의 표시 비중에 따라, 노멀 화이트와 노멀 블랙을 선택적으로 형성할 수도 있다.
반면, 배리어전극으로 액정구동전압이 인가된 도 2b의 3D 모드에서는 배리어전극과 공통전극 사이의 액정만이 구동되어 해당 부분이 블랙을 표시함으로써 빛을 차단하는 차단영역(Barrier-zone)이 되고, 그 사이사이 부분은 화이트를 표시하여 빛을 투과시키는 투과영역(transparent zone)이 된다. 그 결과 차단영역과 투과영역은 각각 배리어 영역(B)와 슬릿 영역(T)으로 작용하여 관찰자는 제1패널(240)의 영상을 입체로 인식할 수 있다.
이와 같이, 제2패널(250)의 배리어 전극의 온/오프 동작으로 디스플레이 모듈(200)이 2D와 3D 모드에서 영상을 표시하도록 전환될 수 있다.
도 6은 도 3에 도시된 디스플레이 모듈(200)의 개념도이고, 도 7은 도 6의 라인 Ⅶ-Ⅶ을 따라 취한 단면도이다.
황변(Yellowing)이란, 디스플레이 모듈(200)의 일부가 색이 변하여 정상적으로 영상을 표시하지 못하는 현상을 말한다. 황변은 보다 넓은 의미로 해석될 수 있는데, 평상시에는 정상적으로 영상을 출력하다가도, 2차원 영상에서 3차원 영상으로 전환되는 경우 3차원 이미지가 정상적인 색상으로 출력되지 않는 것을 말하기도 한다.
황변은 디스플레이 모듈(200)의 특정 부분에 압력이 가해지거나, 디스플레이 모듈(200)의 조립시 일정 부분에 응력이 집중되어 발생할 수 있다. 또는, 제1 및 제2패널(240, 250)을 합착하는 접착층이 경화되는 과정에서 수축이 발생할 수 있으며, 그 결과 디스플레이 모듈(200)이 전체적으로 뒤틀리게 되고 황변이 일어날 수 있다.
특히 후자의 경우, 경질의 접착제를 사용할 경우 두께가 일정하지 않은 부분에서 수축이 발생하여 황변이 일어날 가능성이 크기 때문에 연질의 접착제를 사용하기도 한다. 그러나 연질의 접착제를 사용하게 되면 디스플레이 모듈(200)이 아주 작은 압력을 받더라도 이를 지지하지 못하고 응력이 집중되는 부분에 황변이 발생하게 된다.
이러한 황변을 감소/제거하기 위하여 본 발명의 디스플레이 모듈(200)은 경질의 접착제를 사용하면서도 뒤틀림이 일어나지 않는 제1 및 제2패널(240, 250)의 접착 구조를 구비한다.
도 6 및 7을 참조하면, 프레임(210)은 디스플레이 모듈(200)의 바닥면을 형성하며, 디스플레이 모듈(200)의 구성품을 지지하도록 이루어진다. 프레임(210)은 금속[예를 들어, 스테인리스 스틸(STS)] 또는 일정 수준의 경도를 갖는 합성 수지로 형성될 수 있다.
백라이트 유닛(220)은 프레임(210) 상에 배치되고, 제1패널(240)을 향하여 빛을 비추도록 이루어진다. 백라이트 유닛(220)은 앞서 설명한 바와 같이 도광판, 광원, 반사판, 광학시트를 포함하여 구성될 수 있다.
프레임(210)에는 디스플레이 모듈(200)의 측면 외관을 형성하고, 제1패널(240)을 지지하는 지지프레임(230)이 결합될 수 있다. 본 도면에서는 지지프레임(230)과 프레임(210)이 별도의 구성으로 이루어진 것을 보이고 있으나, 지지프레임(230)은 프레임(210)과 일체로 형성될 수도 있다.
지지프레임(230)은 제1연장부(231)와 제2연장부(232)를 포함할 수 있다. 지지프레임(230)에는 후술할 신호라인(280)이 통과하기 위한 홈(또는 관통홀, 233)이 형성될 수 있다.
제1연장부(231)는 프레임(210) 상에 백라이트 유닛(220)의 단부에 인접하게 배치되어 제1패널(240)을 지지하도록 이루어진다.
제2연장부(232)는 제1 및 제2패널(240, 250)이 적층되는 방향으로 연장되어 디스플레이 모듈(200)의 측면 외관을 형성한다. 이러한 제2연장부(232)는 디스플레이 모듈(200)의 각 구성요소에 가해지는 측방향 하중을 지지할 수 있도록 형성된다.
제1패널(240)은 제1영상을 구현하도록 이루어진다. 제1패널(240)은 앞서 설명한 바와 같이, 2차원 영상을 구현할 수 있도록 액정층(243)을 사이에 두고 서로 대면 합착된 한 쌍의 제 1 및 제 2 기판(241, 242), 그리고 편광판(244, 244')을 포함하여 형성될 수 있다.
제1패널(240)의 상면에는 적어도 하나의 집적 소자(270)가 형성될 수 있다. 집적 소자(270)는 제1패널(240)의 표시되는 영상들을 제어하는 드라이버 IC(Integrated Circuit)이 될 수 있다. 드라이버 IC는 신호라인(280)을 통해 회로기판(170)과 연결될 수 있다.
신호라인(280)은 지지프레임(230)에 형성되는 홈(233)을 통해 제1패널(240) 상의 직접 소자(280)와 연결된다. 신호라인(280)은 FPC(Flexible Printed circuit) 또는 COF(Chip On Film)로 형성될 수 있다. 신호라인(280)에는 또 다른 집적 소자(281)가 구비될 수 있다. 신호라인(280)은 연성회로기판(150)과 전기적으로 연결될 수 있으며, 이로 인하여 단말기의 구성이 보다 단순화될 수 있다.
제2패널(250)은 제1패널(240)을 덮도록 배치된다.
제2패널(250)은 3차원 영상을 구현할 수 있도록 제1영상을 선택적으로 통과 및 차단시키는 슬릿(slit) 영역 및 배리어(barrier) 영역을 포함할 수 있다. 구조적으로, 제2패널(250)은 제2액정층(253)을 사이에 두고 서로 대면 합착된 제1 및 제2배리어 기판(251, 252), 그리고 편광판(254)을 포함할 수 있다.
또는, 제2패널(250)은 제1패널(240)과 독자적으로 작동하여 제2영상을 구현하도록 이루어질 수도 있다. 하이브리드 디스플레이의 일 예로서, 제1패널(240)은 컬러 영상을 출력하고, 제2패널(250)은 e-ink LCD로서 흑백 영상만을 출력하도록 이루어질 수 있다. 제어부는 전자책(e-book)과 같이 눈의 피로를 덜거나 사용 전력을 최소화할 필요가 있을 경우에는 제2패널(250)을 작동시키고, 나머지 대부분의 경우에는 제1패널(240)을 작동시키도록 이루어질 수 있다.
제1패널(240)과 제2패널(250) 사이에는 자외선(UV) 조사에 의해 경화되는 재질로 형성되는 자외선 경화층(260)이 배치된다. 자외선 경화층(260)은 경화되기 전까지는 액체 상태이며, 경화된 이후에도 특정 부분에 압력이 가해지면 탄성 변형 가능하게 형성된다.
자외선 경화층(260)은 복수의 지지부(261) 및 상기 복수의 지지부(261) 사이에 충전되는 충전층(262)을 포함한다. 제조 공정상 복수의 지지부(261)를 형성한 후, 나머지 공간에 충전층(262)을 메움으로써 자외선 경화층(260)을 형성하게 된다.
복수의 지지부(261)는 제1패널(240) 상에 세워지고, 각각 이격되게 배치된다. 도시된 바와 같이, 지지부(261)는 폴(pole)의 형상을 이룰 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 지지부(261)는 일방향으로 연장되게 형성되는 월(wall)의 형태로 이루어질 수도 있으며, 충전층(262)의 경화를 지지할 수 있는 구조라면 어떠한 형상이든 적용될 수 있다.
복수의 지지부(261)는 나노 패턴처리 기술[예를 들어, 전자빔 리소그래피(e-beam lithography), 포토 리소그래피(photo lithography), 홀로그래픽 리소그래피(holographic lithography), 나노 임프린팅(nano imprinting) 등]을 통해 형성될 수 있다.
복수의 지지부(261)는 충전층(262)의 경화 과정에서 충전층(262)을 지지하여 자외선 경화층(260)의 수축을 방지하도록 이루어진다. 그 결과, 자외선 경화층(260)의 평탄도가 확보될 수 있다.
충전층(262)은 복수의 지지부(261) 사이에 충전되어 자외선 경화층(260)의 나머지 공간을 메우며, 제2패널(250)을 지지하도록 이루어진다. 충전층(262)은 복수의 지지부(261)의 상부를 덮도록 배치될 수 있다. 또는, 충전층(262)과 복수의 지지부(261) 각각의 상면은 동일 평면을 형성할 수 있으며, 이 경우 복수의 지지부(261)는 충전층(262)과 함께 제2패널(250)을 지지하게 된다.
복수의 지지부(261) 및 충전층(262)은 경질의 자외선 경화 수지로 형성될 수 있다. 복수의 지지부(261)가 경질로 이루어져 충전층(262)의 수축력을 견디도록 형성됨으로써, 충전층(262)의 경화 과정에서 발생하는 수축에 의한 비틀림 및 이에 따른 황변이 방지될 수 있다. 또한, 충전층(262)이 경질로 이루어져 디스플레이 모듈(200)의 조립 상태에서 발생하는 압력에 의한 황변이 방지될 수 있다.
디스플레이 모듈(200)의 상부에는 윈도우부(140)가 배치될 수 있으며, 윈도우부(140)는 윈도우(141) 및 터치 입력을 감지하도록 이루어지는 터치감지부(142)를 포함할 수 있다. 이에 대한 설명은 다음의 도 8에 도시된 윈도우(141') 및 터치감지부(142')에 대한 설명으로 갈음하기로 한다.
도 8은 도 3에 도시된 디스플레이 모듈(300)의 변형 실시예를 보인 단면도이다. 이하, 설명되는 본 발명의 디스플레이 모듈(300)에 관한 설명에서 앞서 설명한 디스플레이 모듈(200)과 동일 또는 유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다.
도 8을 참조하면, 제2패널(250)이 디스플레이 패널로 형성되었던 앞선 실시예와 달리, 본 변형 실시예의 제2패널(350)은 윈도우(141') 및 터치감지부(142')를 포함하는 터치 패널로 형성된다. 제2패널(350)을 제외한 디스플레이 모듈(300)의 나머지 구성은 앞선 실시예와 동일 동일·유사한 구성을 갖는다.
윈도우(141')는 빛이 투과할 수 있는 소재, 예를 들어 광 투과성 합성수지, 강화 유리 등으로 구성되며, 제1패널(340)을 덮도록 배치된다.
윈도우(141')는 불투명 처리되는 가장자리 영역(S)과, 상기 가장자리 영역(S)에 의하여 감싸지는 중앙 영역(C)으로 구획된다. 빛이 투과할 수 없는 부분은 패턴 필름(미도시)이 별도로 윈도우(141')를 덮어서 구현될 수 있다. 패턴 필름은 중앙이 투명하고, 가장자리가 불투명하도록 이루어질 수 있다.
윈도우(141')의 가장자리 영역(S)은 지지프레임(330)에 안착되어 지지될 수 있다. 윈도우(141')의 중앙 영역(C)은 제1패널(340)에 대응하는 면적을 가질 수 있다. 이를 통하여 사용자는 제1패널(340)에서 출력되는 시각 정보를 외부에서 인지할 수 있게 된다.
윈도우(141')에는 터치 입력을 감지하기 위한 터치감지부(142')가 장착될 수 있다. 터치감지부(142')는 윈도우(141')의 후면에 장착될 수 있으며, 윈도우(141')의 빛이 투과되는 부분은 터치감지부(142')를 통하여 입력이 가능한 영역을 형성한다. 터치감지부(142')는 광 투과성으로 이루어지며, 터치 입력을 감지하도록 윈도우(141')의 특정 부위에 발생하는 전압, 커패시턴스 등의 변화를 전기적인 입력신호로 변환한다. 터치감지부(142')는 연성회로기판(150')을 통해 회로기판(170)과 전기적으로 연결될 수 있다.
터치감지부(142')는 ITO(Indium Tin Oxide), CNT(Carbon Nano Tube), 전도성 고분자(Conductive Polymer), In2O3, SnO2, Au 등과 같은 전도성 물질이 증착, 인쇄 등의 방법으로 패턴화된 도전 패턴을 구비할 수 있다.
디스플레이 패널(300)을 형성하는 제1패널(340)과 터치 패널을 형성하는 제2패널(350)은 자외선 경화층(360)에 의해 결합되어 디스플레이 모듈(300)로서 구성될 수 있으며, 이 경우 디스플레이 모듈(300)은 터치 스크린으로 동작하게 된다.
상기와 같은 구성의 본 발명에 의하면, 제1패널과 제2패널 사이에 복수의 지지부 및 충전층을 구비하는 자외선 경화층이 형성되고, 복수의 지지부는 충전층의 경화 과정에서 충전층을 지지하여 자외선 경화층의 수축을 방지하도록 이루어지는바, 자외선 경화층의 평탄도가 확보되며, 그 결과 디스플레이부의 황변 발생이 감소/제거될 수 있다.
이상에서 설명한 디스플레이 모듈 및 이를 구비하는 이동 단말기는 위에서 설명된 실시예들의 구성과 방법에 한정되는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

Claims (8)

  1. 제1영상을 구현하도록 형성되는 제1패널;
    상기 제1패널을 덮도록 배치되는 제2패널; 및
    상기 제1패널과 상기 제2패널 사이의 공간을 메우도록 이루어져 상기 제1패널과 상기 제2패널을 합착하고, 자외선(UV) 조사에 의해 경화되는 재질로 형성되는 자외선 경화층을 포함하며,
    상기 자외선 경화층은,
    상기 제1패널 상에 세워지고, 각각 이격되게 배치되는 복수의 지지부; 및
    상기 복수의 지지부 사이에 충전(充塡)되며, 상기 제2패널을 지지하도록 형성되는 충전층을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 모듈.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 복수의 지지부 및 상기 충전층은 경질(硬質)의 자외선 경화 수지로 형성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 모듈.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 복수의 지지부는 상기 자외선 경화층의 평탄도가 확보되도록 상기 충전층의 경화 과정에서 상기 충전층을 지지하여 상기 자외선 경화층의 수축을 방지하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 디스플레이 모듈.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 복수의 지지부의 상면은 상기 복수의 지지부가 상기 충전층과 함께 상기 제2패널을 지지하도록 상기 충전층의 상면과 동일 평면을 형성하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 모듈.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제2패널은 3차원 영상을 구현할 수 있도록 상기 제1영상을 선택적으로 통과 및 차단시키는 슬릿(slit) 영역 및 배리어(barrier) 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 모듈.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제1패널은 컬러 영상을 출력하고,
    상기 제2패널은 흑백 영상만을 출력하며,
    제어부는 상기 제1 또는 제2패널을 선택적으로 작동시키도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 디스플레이 모듈.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제2패널은,
    도전 패턴을 구비하여 터치 입력을 감지하도록 이루어지고, 상기 자외선 경화층을 덮도록 배치되는 터치감지부; 및
    상기 터치감지부를 덮도록 배치되며, 광 투과성 소재로 형성되는 윈도우를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 모듈.
  8. 단말기 바디; 및
    상기 단말기 바디에 장착되고, 시각 정보를 출력하도록 형성되며, 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 따르는 상기 디스플레이 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
KR1020120004938A 2012-01-16 2012-01-16 디스플레이 모듈 및 이를 구비하는 이동 단말기 KR20130084139A (ko)

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