KR20160018388A - 태양 전지를 포함하는 하이브리드 디스플레이 어셈블리 - Google Patents

태양 전지를 포함하는 하이브리드 디스플레이 어셈블리 Download PDF

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KR20160018388A
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crystal display
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KR1020150110207A
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미셸 사가르도이뷔르
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더 스와치 그룹 리서치 앤 디벨롭먼트 엘티디
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Abstract

휴대용 물체에 대해 적어도 하나의 정보 피스를 디스플레이하기 위한 어셈블리로서, 이 디스플레이 어셈블리 (1) 는 관측자 (4) 의 측에 위치되고 적어도 제 1 정보 피스를 디스플레이하도록 배열된 적어도 부분적으로 투명한 제 1 디스플레이 디바이스 (2) 를 포함하고, 제 1 디스플레이 디바이스 (2) 아래에는 적어도 제 2 정보 피스를 디스플레이하도록 배열된 적어도 부분적으로 투명한 제 2 디스플레이 디바이스 (6) 및 태양 전지 (10) 가 이 순서대로 배치되며, 이 제 1 및 제 2 디스플레이 디바이스들 (2, 6) 은 정보를 디스플레이하는 액티브 상태와 정보를 디스플레이하지 않는 패시브 상태 간에 스위칭할 수 있다.

Description

태양 전지를 포함하는 하이브리드 디스플레이 어셈블리{HYBRID DISPLAY ASSEMBLY INCLUDING A SOLAR CELL}
본 발명은 태양 전지를 포함하는 하이브리드 디스플레이 어셈블리에 관련된다. 보다 구체적으로, 본 발명은 태양 전지가 아래에 배치되는 2 개의 중첩된 디스플레이 디바이스들을 포함하는 이러한 디스플레이 어셈블리에 관련된다.
액정 디스플레이 셀들과 같은 디지털 디스플레이 디바이스들에 의해 디스플레이된 정보의 가독성은, 특히 정보를 디스플레이하기 위해 디지털 디스플레이 디바이스에 의해 제공된 표면적에 의해 결정된다. 따라서 소정의 디스플레이 표면적에 대해, 디스플레이되도록 요구되는 정보의 양 및 사이즈 간에 절충이 찾아져야 한다. 디스플레이된 정보의 사이즈가 클수록 정보의 가독성이 더 좋아질 것이다. 그러나, 디스플레이되는 것이 가능한 정보의 양은 필연적으로 제한된다. 반대로, 디스플레이된 정보의 사이즈가 감소되면, 정보의 양은 증가될 수도 있으나 이것은 가독성을 훼손시킬 것이다.
이 단점을 극복하기 위해, 제 1 디스플레이 디바이스 아래에 제 2 디스플레이 디바이스를 배열하는 것이 이미 제안되어 있다. 따라서, 정보는 제 1 디스플레이 디바이스를 이용하여 부분적으로, 그리고 제 2 디스플레이 디바이스를 이용하여 부분적으로 디스플레이될 수 있다. 제 1 및 제 2 디스플레이 디바이스 간에 스위칭함으로써, 제 1 또는 제 2 디스플레이 디바이스에 의해 디스플레이된 정보를 드러내도록 선택하는 것이 가능하고, 이것은 더 많은 양의 정보를 더 큰 사이즈에서 디스플레이하는 것을 가능하게 한다.
2 개의 중첩된 디스플레이 디바이스들을 포함하는 이러한 디스플레이 어셈블리의 단점은 매우 높은 그 전력 소비이다. 이러한 디스플레이 어셈블리들은 주로, 전력 보유부 (reserve) 가 제한되는 손목 시계와 같은 소형 치수들의 휴대용 물체들에 장착되도록 의도된다.
또한, 디스플레이 디바이스, 예컨대 액정 디스플레이 셀들, 또는 유기 발광 다이오드 디스플레이 디바이스들에 의해 디스플레이된 정보의 가독성은 주변 조명 상태들에 매우 의존적이다. 몇몇 디스플레이 디바이스들에서, 디스플레이된 정보는 조명 환경에서는 우수한 컨디션들로 판독될 수 있지만, 어두운 환경에서는 판독하기 어렵다. 이와 반대로, 다른 카테고리들의 디스플레이 디바이스들은 황혼 무렵 또는 어둠속에서는 우수한 품질의 디스플레이를 제공하지만, 한낮에는 판독되기 어렵다.
예로서, 반투과형 액정 디스플레이 셀들, 즉, 반사 현상에 의해 낮시간에 가시적인 정보를 디스플레이할 수 있고 백라이팅 디바이스를 사용하여 투과에 의해 밤에 가시적인 액정 디스플레이 셀들을 고려한다. 이러한 반투과형 액정 디스플레이 셀들은 태양광의 최상의 가능한 반사를 제공하고 이에 따라 밝은 주변 컨디션들에서 디스플레이된 정보의 우수한 가독성을 보장하도록 최적화된다. 그러나, 이러한 투과형 액정 디스플레이 셀들이 태양광의 최상의 가능한 반사가 가능하도록 하기 위해서는, 이들의 투과 효율이 크게 제한된다. 따라서, 황혼 무렵에 디스플레이된 정보가 판독되도록 백라이팅 디바이스가 활성화될 때, 백라이팅 디바이스에 의해 방출되는 대부분의 광은 흡수 현상으로 손실된다. 따라서, 에너지 효율이 열악하다. 또한, 액정 셀에 의해 디스플레이된 정보의 광학적 품질들은 시야각에 크게 의존한다.
방출형 디스플레이 디바이스들, 예컨대 유기 발광 다이오드 디스플레이 디바이스들과 관련하여, 이들 디바이스들은 그 광학적 품질들이 시야각에 의존하지 않기 때문에, 액정 디스플레이 셀들의 것보다 더 우수한 광학적 품질들을 갖는다. 그럼에도 불구하고, 이들 고품질 방출형 디스플레이 디바이스들은 반사형 동작 모드를 허용하지 않는다. 따라서, 이에 의해 디스플레이된 정보는 황혼무렵 또는 어둠속에서는 매우 판독가능하지만, 실외에서 관측되면 판독하기 어렵게 된다. 이 문제를 극복하기 위해, 최소 레벨의 가독성을 보장하기 위해 방출형 디스플레이 디바이스들에 공급된 전류의 양을 증가시키는 것이 가능하다. 그러나, 심지어 통상의 사용 컨디션에서도, 이들 방출형 디스플레이 디바이스들은 반사형 액정 셀보다 더 많은 전력을 사용한다. 이들의 전력 소모는 특히, 이들이 소형 치수의 휴대용 물체, 예컨대 손목 시계에 통합될 때, 이들의 유일한 에너지 소스가 통상 1 년 보다 오래 지속되도록 요구되는 배터리이면, 이들을 영구적으로 유지하는 것을 어렵게 한다.
따라서, 본 발명의 목적은, 소형 치수들의 휴대용 물체, 예컨대 에너지가 보존되지만 제한되어 있는 손목 시계에 통합될 때에도 에너지 요건들이 충족될 수 있는 디스플레이 어셈블리를 제공함으로써, 전술한 문제들 및 다른 문제들을 극복하는 것이다. 본 발명은 또한, 어두운 환경에서 그리고 매우 밝은 환경에서 양자 모두 만족스러운 방식으로 동작하는 디스플레이 어셈블리를 제공한다.
이를 위해, 본 발명은 휴대용 물체에 대한 적어도 하나의 정보 피스의 디스플레이를 위한 어셈블리에 관한 것이고, 이 디스플레이 어셈블리는 관측자의 측에 위치되고 적어도 제 1 정보 피스를 디스플레이하도록 배열된 적어도 부분적으로 투명한 제 1 디스플레이 디바이스를 포함하고, 제 1 디스플레이 디바이스 아래에는 적어도 제 2 정보 피스를 디스플레이하기 위한 적어도 부분적으로 투명한 제 2 디스플레이 디바이스 및 태양 전지가 이 순서대로 배치되며, 제 1 및 제 2 디스플레이 디바이스들은 정보를 디스플레이하는 액티브 상태와 정보를 디스플레이하지 않는 패시브 상태 간에 스위칭할 수 있다.
이들 피처들의 결과로서, 본 발명은 2 개의 중첩된 디스플레이 디바이스들, 즉 제 1 정보 피스를 디스플레이하는 제 1 디스플레이 디바이스, 및 제 2 정보 피스를 디스플레이하는 제 2 디스플레이 디바이스를 제공한다. 따라서, 제 1 디스플레이 디바이스를 이용하여 부분적으로 그리고 제 2 디스플레이 디바이스를 이용하여 부분적으로 정보를 디스플레이하는 것이 가능하다. 제 1 및 제 2 디스플레이 디바이스 간에 스위칭함으로써, 제 1 또는 제 2 디스플레이 디바이스에 의해 디스플레이된 정보를 드러내도록 선택하는 것이 가능하고, 이것은 대량의 정보를 더 큰 사이즈에서 디스플레이하는 것을 가능하게 만든다. 또한, 태양 전지가 2 개의 중첩된 디스플레이 디바이스들 아래에 배치되는 것을 교시함으로써, 본 발명은 전기 에너지 보유부가 필연적으로 제한되는 소형 치수들의 휴대용 물체에 이러한 어셈블리의 통합을 허용한다. 실제로, 2 개의 중첩된 디스플레이 디바이스들의 세트를 통과하여 태양 전지에 도달한 광의 양은 광전 변환 현상에 의해, 2 개의 중첩된 디스플레이 디바이스들의 동작에 필요한 전기 에너지의 양을 제공하기에 충분하다는 것이 관측되었다. 결과적으로, 2 개의 중첩된 디스플레이 디바이스들의 동작을 위해 휴대용 물체의 전기 에너지 보유부에 대한 요구가 거의 또는 전혀 이루어지지 않는다.
본 발명의 보완적 피처에 따르면, 관측자의 측에 위치된 제 1 디스플레이 디바이스는 반사형 타입이고, 제 1 디스플레이 디바이스 아래에 배치된 제 2 디스플레이 디바이스는 방출형 타입이다.
이들 다른 피처들의 결과로서, 본 발명은 주변 조명 컨디션들에 관계 없이 최적의 방식으로 동작하는 손목 시계와 같은 휴대용 물체에 대한 디스플레이 어셈블리를 제공한다. 대낮에는, 바람직하게 반사형 디스플레이 디바이스에 의해 정보가 디스플레이될 것이다. 실제로, 정보를 디스플레이하기 위해 햇빛 반사 현상을 이용하는 이 반사형 디스플레이 디바이스는 에너지 효율적이다. 따라서, 이것은 영구적으로 스위치된 상태로 있고, 강한 주변 조명 컨디션들에서 정보의 우수한 가독성을 제공할 수 있다. 반대로, 황혼 또는 어둠속에서는, 바람직하게 방출형 디스플레이 디바이스에 의해 정보가 디스플레이될 것이다. 이러한 방출형 디스플레이 디바이스는 반사형 디스플레이 디바이스보다 더 많은 전류를 사용하지만, 이에 의해 디스플레이된 정보는 밤에 또는 어둠속에서, 특히 시야각에 독립적인 매우 우수한 광학 특성들을 갖고 가시적이다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 제 1 디스플레이 디바이스는 반사형 액정 디스플레이 셀을 포함하고, 제 2 디스플레이 디바이스는 투명한, 방출형 유기 발광 다이오드 디스플레이 셀을 포함한다.
본 발명의 다른 특징들 및 이점들은 본 발명에 따른 디스플레이 어셈블리의 일 실시형태의 다음의 상세한 설명으로부터 보다 명확히 나타날 것이며, 이 예는 첨부된 도면을 참조하여 단지 비제한적인 예시로서 제공된다:
도 1 은 태양 전지가 아래에 배열되는 본 발명에 따른 디스플레이 어셈블리를 예시하는 개략적 단면도이다.
도 2 는 제 1 디스플레이 디바이스가 반사형 액정 디스플레이 셀을 포함하고 제 2 디스플레이 디바이스가 투명한, 방출형, 유기 발광 다이오드 디스플레이 셀을 포함하는 본 발명에 따른 디스플레이 어셈블리의 예시의 실시형태의 단면도이고, 태양 전지는 이 디스플레이 어셈블리 아래에 배열된다.
도 3a 내지 도 3d 는 액정 디스플레이 셀 및 유기 발광 다이오드 디스플레이 셀이 액티브 또는 패시브인지 여부에 따라 도 2 에 예시된 디스플레이 어셈블리의 동작 모드를 개략적으로 예시한다.
본 발명은 정보를 디스플레이하기 위해 전기 에너지를 소비하는 액티브 상태와 전기 에너지를 사용하지 않고 어떠한 정보도 디스플레이하지 않는 패시브 상태 간에 스위칭할 수 있는 2 개의 중첩된 디스플레이 디바이스들의 어셈블리 아래에 태양 전지를 배열하는 것으로 이루어진 일반적인 발명적 아이디어에서 비롯된다. 2 개의 중첩된 디스플레이 디바이스들의 사용 때문에, 제 1 디스플레이 디바이스를 이용하여 부분적으로, 그리고 제 2 디스플레이 디바이스를 이용하여 부분적으로 정보를 디스플레이하는 것이 가능하다. 제 1 및 제 2 디스플레이 디바이스 간에 스위칭함으로써, 제 1 또는 제 2 디스플레이 디바이스에 의해 디스플레이된 정보를 드러내도록 선택하는 것이 가능하고, 이것은 대량의 정보를 더 큰 사이즈에서 디스플레이하는 것을 가능하게 만든다. 2 개의 중첩된 디스플레이 디바이스들 아래에 태양 전지를 배열함으로써, 광전 변환의 효과에 의해, 2 개의 중첩된 디스플레이 디바이스들의 동작을 가능하게 하기에 충분한 전류가 태양 전지에 제공된다는 것이 또한 알려져 있다. 따라서, 손목 시계와 같은 소형 치수들의 휴대용 물체에 이러한 디스플레이 어셈블리를 통합시키는 것이 가능하지만, 이 손목 시계의 전기 에너지 저장 용량은 제한된다.
본 발명의 보완적 양태에 따르면, 관측자의 측에 위치된 제 1 디스플레이 디바이스는 반사형 타입이고, 제 1 디스플레이 디바이스 아래에 배치된 제 2 디스플레이 디바이스는 방출형 타입니다. 본 발명에 따른 디스플레이 어셈블리의 동작은 따라서, 주변 조명 컨디션들에 관계 없이 최적이다. 대낮에는, 바람직하게 정보를 디스플레이하기 위해 햇빛 반사의 현상을 사용하는 반사형 디스플레이 디바이스에 의해 정보가 디스플레이될 것이다. 반대로, 황혼 또는 어둠 속에서는, 전기 에너지를 소비함으로써 광을 방출할 수 있는 방출형 디스플레이 디바이스에 의해 정보가 디스플레이될 것이다.
도 1 은 본 발명에 따른 디스플레이 어셈블리의 개략적 단면도이다. 일반 참조 번호 1 로 전체적으로 지정된, 이 디스플레이 어셈블리는 관측자 (4) 의 측에 배치된 제 1 의 적어도 부분적으로 투명한 디스플레이 디바이스 (2), 및 제 1 디스플레이 디바이스 (2) 아래에 배열된 제 2 의 또한 적어도 부분적으로 투명한 디스플레이 디바이스 (6) 를 포함한다.
본 발명의 의미 내에서, 제 1 및 제 2 디스플레이 디바이스들 (2, 6) 은 정보를 디스플레이하기 위해 전기 에너지를 소비하는 상태와, 전기 에너지를 소비하지 않고 어떠한 정보도 디스플레이하지 않는 패시브 상태 간에 스위칭할 수 있는 디스플레이 디바이스들이다.
바람직하게, 제 1 디스플레이 디바이스 (2) 는 투명 접착제 층 (8) 에 의해 제 2 디스플레이 디바이스 (6) 상에 본딩된다. 이 투명 접착제 층 (8) 은 접착제 필름 또는 액상 아크릴 또는 실리콘 접착제로 형성될 수도 있다. 이 접착제 층 (8) 의 목적은, 2 개의 디스플레이 디바이스들 (2, 6) 이 에어 층에 의해 분리된 경우에 발생하고 본 발명에 따른 디스플레이 어셈블리 (1) 의 광학 품질을 열화시키는 스트레이 반사들 (stray reflection) 들의 문제들을 방지하는 것이다.
마지막으로, 광전 변환의 현상을 사용함으로써 전기 에너지를 제공할 수 있는 태양 전지 (10) 는 제 2 디스플레이 디바이스 (6) 아래에 배열된다.
도 2 는 본 발명에 따른 디스플레이 어셈블리 (1) 의 예시의 실시형태의 세부적인 단면도이고, 이 경우에서 제 1 디스플레이 디바이스 (2) 는 반사형 액정 디스플레이 셀 (20) 을 포함하고, 제 2 디스플레이 디바이스 (6) 는 이하에서 TOLED 디스플레이 셀로서 지칭된 방출형, 투명한 유기 발광 다이오드 디스플레이 셀 (60) 을 포함한다. 마지막으로, 태양 전지 (10) 는 이 디스플레이 어셈블리 (1) 아래에 배치된다.
보다 구체적으로, 반사형 액정 디스플레이 셀 (20) 은 관측자 (4) 의 측에 배열된 프론트 기판 (21) 및 프론트 기판 (21) 으로부터 떨어져 있고 이에 평행하게 연장되는 리어 기판 (22) 을 포함한다. 프론트 기판 (21) 및 리어 기판 (22) 은 실링 프레임 (23) 에 의해 서로 결합되고, 이 실링 프레임은 리어 기판 (22) 의 상부면 상에 배열된 투명 카운터 전극들 (25b) 및 프론트 기판 (21) 의 하부면 상에 배열된 투명 전극들 (25a) 간의 특정 교차점에서 적합한 전압의 인가에 의해 광학 특성들이 변형되는 액정을 포함하기 위한 실링된 볼륨 (24) 을 규정한다. 전극들 (25a) 및 카운터 전극들 (25b) 은 투명한 전기적으로 전도성 재료, 예컨대 인듐-아연 산화물 또는 인듐-주석 산화물 (ITO) 로 제조된다.
본 발명의 경우에, 액정 페이즈들, 예컨대 트위스트된 네마틱 (TN), 슈퍼 트위스트된 네마틱 (STN), 또는 수직 정렬형 (VA) 중 어느 것이 예상될 수도 있다. 이와 마찬가지로, 모든 어드레싱 방식들, 예컨대 다이렉트 어드레싱, 액티브 매트릭스 어드레싱, 또는 패시브 매트릭스 멀티플렉싱 어드레스싱이 예상될 수도 있다.
흡수형 편광자 (30) 는 접착제 층 (32) 에 의해 반사형 액정 디스플레이 셀 (20) 의 프론트 기판 (21) 의 상부면에 본딩된다. 이 접착제 층 (32) 은 액상 접착제 층 또는 접착제 필름으로 형성될 수도 있다. 반사형 액정 디스플레이 셀 (20) 상에 흡수형 편광자 (30) 를 본딩하는데 사용된 접착제는 정반사가 요구되는지 또는 확산 반사가 요구되는지에 의존하여 투명할 수도 있거나 약간 확산할 수도 있다. 흡수형 편광자 (30) 는 예를 들어, 요오드 또는 염료 타입 편광자일 수도 있다.
반사형 편광자 (34) 는 정반사가 요구되는지 또는 확산 반사가 요구되는지에 의존하여 투명할 수도 있거나 약간 확산할 수도 있는 접착제 층 (36) 에 의해 반사형 액정 디스플레이 셀 (20) 의 리어 기판 (22) 의 하부면에 본딩된다. 반사형 편광자 (34) 는 와이어 그리드 편광자 타입일 수도 있다. 또한, 이것은 미국 회사 3M® 에 의해 판매된, 듀얼 휘도 강화 필름 (dual brightness enhancement film; DBEF) 또는 APF 편광자들과 같은 보강 또는 상쇄 간섭의 영향에 의해 편광 반사 또는 투과를 야기하는 일련의 복굴절 층들로 구성된 편광자일 수도 있다.
이하에서 알 수 있는 바와 같이, 반사형 액정 디스플레이 셀 (20) 은 바람직하지만 의무적이지 않은 방식으로 원형 편광자 (38) 의 삽입으로 투명한 TOLED 디스플레이 셀 (60) 상에 본딩된다. 이 TOLED 디스플레이 셀 (60) 은 투명 기판 (61) 으로부터 떨어져 있고 이에 평행하게 확장되는 인캡슐레이션 커버 (62) 및 플라스틱 재료 또는 유리로 제조된 투명 기판 (61) 을 포함한다. 투명 기판 (61) 및 인캡슐레이션 커버 (62) 는 참조 부호 64 에 의해 일반적으로 지정된 전계발광 층들의 스택을 포함하도록 에어 및 습기로부터 차폐된 폐쇄형 볼륨을 규정하는 실링 프레임 (63) 에 의해 서로 결합된다. 예를 들어 인듐-주석 산화물 또는 ITO 로 제조된 상부 투명 전극 (65) 및 예를 들어, 알루미늄 또는 금과 같은 금속 재료 또는 ITO 또는 아연-인듐 산화물과 같은 금속 산화물을 사용하여 제조된 하부 투명 전극 (66) 은 전계발광 층들의 스택 (64) 의 양 측에 구조화된다. 금속 재료들로 제조된 이들 전극들 (65, 66) 은 약간 반사적이다. 투명한 유기 발광 다이오드 디스플레이 셀들은 이들이 단순히 아이콘들 또는 세그먼트들을 디스플레이하는 경우에서 다이렉트 어드레싱으로, 또는 도트 매트릭스 디스플레이의 경우에서 패시브 매트릭스 어드레싱으로 이용 가능하다. 도트 매트릭스 디스플레이의 경우에서, 투명한 TOLED 디스플레이 셀 (60) 의 기판 (61) 의 측에 위치된 디스플레이 픽셀들에 배열되고 전류를 제어하도록 의도된 투명한 박막 트랜지스터 (TFT) 들과 결합된 액티브 매트릭스 어드레싱을 사용하는 것이 가능하다.
바람직하게, 원형 편광자 (38) 는 반사형 액정 디스플레이 셀 (20) 과 투명한 TOLED 디스플레이 셀 (60) 사이에 배열된다. 이 원형 편광자 (38) 의 목적은 투명한 전극들 (65 및 66) 에 의해 생성된 스트레이 반사들을 흡수함으로써 디스플레이 어셈블리 (1) 의 광학 품질들을 개선하는 것이다. 그러나, 돈 또는 공간을 절약하기를 원하는 경우 이 원형 편광자 (38) 없이 행하는 것이 가능하다. 원형 편광자 (38) 는 흡수형 선형 편광자 (40) 및 1/4 파장판 (42) 을 포함한다. 반사형 액정 디스플레이 셀 (20) 의 측에서, 원형 편광자 (38) 는 투명한 접착제 층 (44) 에 의해 반사형 편광자 (34) 에 본딩되고, 투명한 TOLED 디스플레이 셀 (60) 의 측에서, 원형 편광자 (38) 는 투명한 접착제 층 (46) 에 의해 기판 (61) 상에 본딩된다. 이하에서 상세히 설명되는 이유들로 인해, 흡수형 편광자 (40) 의 투과 축은 반사형 편광자 (34) 의 투과 축에 평행하게 배향된다.
마지막으로, 태양 전지 (10) 는 관측자 (4) 의 반대 측에서 투명한 TOLED 디스플레이 셀 (60) 및 반사형 액정 디스플레이 셀 (20) 에 의해 형성된 스택 아래에 배치된다. 바람직하게, 태양 전지 (10) 는 투명한 접착제 층 (46) 에 의해 인캡슐레이션 커버 (62) 의 하부면 상에 본딩된다.
도 3a 내지 도 3d 를 참조하여 본 발명에 따른 디스플레이 어셈블리 (1) 의 동작 원리들이 이제, 반사형 액정 디스플레이 셀 (20) 및 투명한 TOLED 디스플레이 셀 (60) 이 사용 중인지 또는 아닌지 여부에 따라 검토될 것이다. 순수하게 비제한적 예시에 의해, 반사형 액정 디스플레이 셀 (20) 이 트위스트된 네마틱 (TN) 액정 셀이고 흡수형 편광자 (30) 의 투과 축과, 반사형 편광자 (34) 의 투과 축이 수직한 것으로 가정된다.
도 3a 에서, 반사형 액정 디스플레이 셀 (20) 및 투명한 TOLED 디스플레이 셀 (60) 양자 모두는 스위치 오프된다. 참조 부호 48 로 지정된 주변 광은 흡수형 편광자 (30) 에 의해 선형적으로 편광된다. 주변 광 (48) 은 그 후, 그것이 반사형 액정 디스플레이 셀 (20) 을 통과할 때 90°회전을 겪는다. 반사형 편광자 (34) 의 투과 축이 흡수형 편광자 (30) 의 투과 축이 연장되는 방향에 수직한 방향으로 연장되기 때문에, 반사형 편광자 (34) 는 반사형 액정 디스플레이 셀 (20) 로부터 벗어나는 (escape) 주변 광 (48) 을 변형시키지 않고 통과하는 것을 허용한다. 주변 광 (48) 은 그 후, 원형 편광자 (38) 에 의해 편광되고 흡수형 편광자 (40) 에 의한 흡수 없이 투과되고, 흡수형 편광자의 투과 축은 반사형 편광자 (34) 의 투과 축에 평행하게 배향된다. 마지막으로, 주변 광 (48) 은 투명한 TOLED 디스플레이 셀 (60) 을 통과한다. 주변 광 (48) 의 작은 부분은 상부 및 하부 투명 전극들 (65 및 66) 상에서 반사되므로, 광의 원형 편광의 회전 방향은 역전되고 주변 광이 원형 편광자 (38) 를 다시 통과할 때 흡수된다. 주변 광 (48) 의 나머지에 관하여, 이것은 변형 없이 투명한 TOLED 디스플레이 셀 (60) 을 통과하고, 어둡거나 블랙 외관을 갖는 태양 전지 (10) 에 의해 흡수된다. 디스플레이 어셈블리 (1) 는 따라서, 관측자 (4) 에게 블랙으로 보인다.
도 3b 에서, 반사형 액정 디스플레이 셀 (20) 이 비활성화되는 한편, 투명한 TOLED 디스플레이 셀 (60) 은 활성화된다. 흡수형 편광자 (30) 에 의해 선형적으로 편광된 주변 광 (48) 은 그것이 반사형 액정 디스플레이 셀 (20) 을 통과할 때 90°회전을 겪고, 그 후 반사형 편광자 (34) 에 의한 변형 없이 투과된다. 주변 광 (48) 은 그 후, 원형 편광자 (38) 에 의해 원형으로 편광되고, 이것은 흡수형 편광자 (40) 의 투과 축이 반사형 편광자 (34) 의 투과 축에 평행하게 배향되는 경우 흡수 없이 광을 투과한다. 마지막으로, 주변 광 (48) 은 투명한 TOLED 디스플레이 셀 (60) 을 관통한다. 주변 광 (48) 의 작은 일부 (fraction) 는 투명한 TOLED 디스플레이 셀 (60) 의 상부 및 하부 투명 전극들 (65, 66) 에 의해 반사된다. 반사의 순간에, 광의 원형 편광의 회전 방향은 역전되어, 광이 원형 편광자 (38) 를 통과할 때 다시 그것은 원형 편광자에 의해 흡수된다. 주변 광 (48) 의 나머지는 태양 전지 (10) 에 의해 흡수된다. 또한, 투명한 TOLED 디스플레이 셀 (60) 에 의해 방출된 광의 절반은 흡수형 편광자 (40) 에 의해 흡수되는 한편, 선형으로 편광되는, 그 광의 다른 절반은 반사형 편광자 (34), 반사형 액정 디스플레이 셀 (20) 및 흡수형 편광자 (30) 를 흡수되는 것 없이 연속해서 통과한다. 따라서, 디스플레이된 정보는 어두운 배경에서 밝게 나타난다.
도 3c 에서는, 반사형 액정 디스플레이 셀 (20) 이 활성화되는 한편, 투명한 TOLED 디스플레이 셀 (60) 은 스위치 오프된다. 스위치되지 않는 반사형 액정 디스플레이 셀 (20) 의 영역들에서, 흡수형 편광자 (30) 에 의해 선형으로 편광된 주변 광 (48) 은 그것이 반사형 액정 디스플레이 셀 (20) 을 통과할 때 90°회전을 겪고, 그 후 반사형 편광자 (34) 에 의한 변형 없이 투과된다. 주변 광 (48) 은 그 후, 원형 편광자 (38) 에 의해 원형으로 편광되고, 이 원형 편광자는 흡수형 편광자 (40) 의 투과 축이 반사형 편광자 (34) 의 투과 축에 평행하게 배향되는 경우 흡수 없이 광을 투과한다. 마지막으로, 주변 광 (48) 은 투명한 TOLED 디스플레이 셀 (60) 을 투과한다. 주변 광 (48) 의 작은 일부는 상부 및 하부 투명 전극들 (65 및 66) 에 의해 반사된다. 그 순간에, 원형 편광의 회전 방향은 역전되어, 광이 원형 편광자 (38) 를 다시 통과할 때 광은 원형 편광자에 의해 흡수된다. 주변 광 (48) 의 나머지는 태양 전지 (10) 에 의해 흡수된다. 또한, 스위치되는 반사형 액정 디스플레이 셀 (20) 의 영역에서, 주변 광 (48) 은 변형 없이 투과되어, 주변 광 (48) 의 편광의 방향은 반사형 편광자 (34) 의 투과 축에 수직하고 따라서 상기 편광자 (34) 의 반사 축에 평행하다. 결과적으로, 주변 광 (48) 은 반사형 액정 디스플레이 셀 (20) 의 방향에서 반사형 편광자 (34) 에 의해 반사된다. 스위치되는 반사형 액정 디스플레이 셀 (20) 의 영역들에서, 액정 분자들은 주변 광이 반사형 액정 디스플레이 셀 (20) 을 다시 통과할 때 주변 광 (48) 의 편광 방향을 변형시키지 않아서, 주변 광 (48) 은 그 리턴 경로 동안 흡수형 편광자 (30) 에 의해 흡수되지 않으며 이것은 디스플레이 어셈블리 (1) 의 반사형 모드를 가능하게 만든다.
도 3d 에서는, 반사형 액정 디스플레이 셀 (20) 및 투명한 TOLED 디스플레이 셀 (60) 양자 모두가 활성화된다. 스위치되는 반사형 액정 디스플레이 셀 (20) 의 영역들에서, 반사형 편광자 (34) 에 의해 반사된 주변 광 (48) 의 일부는 흡수형 편광자 (30) 에 의해 흡수되지 않고 관측자 (4) 에게 감지되며, 이것은 반사형 액정 디스플레이 셀 (20) 이 반사형 모드에서 정보를 디스플레이하는 것을 허용한다. 주변 광의 나머지는 태양 전지 (10) 에 의해 흡수된다. 또한, 투명한 TOLED 디스플레이 셀 (60) 에 의해 방출된 광의 절반은 원형 편광자 (38) 에 의해 흡수되는 한편, 투명한 TOLED 디스플레이 셀 (60) 에 의해 방출된 광의 다른 절반은 원형 편광자 (38), 액정 디스플레이 셀 (20) 및 흡수형 편광자 (30) 를 흡수되는 것 없이 통과하므로, 이 광의 다른 절반은 관측자 (4) 에게 감지된다.
본 발명이 지금까지 설명된 실시형태들에 제한되지 않고, 이 특허 출원에 첨부된 청구항들에 의해 정의된 바와 같은 본 발명의 범위로부터 벗어남이 없이 당업자들에 의해 여러 간단한 변경들 및 변형들이 고려될 수 있음은 말할 필요도 없다. 특히, 주변 광이 반사형 액정 디스플레이 셀 또는 투명한 TOLED 디스플레이 셀을 변경되지 않은 상태로 통과하는 것은 엄밀하게 단정적으로 말한 것은 아님을 이해하여 한다. 실제로, 주변 광이 이들 디스플레이 셀들을 통과할 때 최소의 스트레이 광 반사 현상이 항상 발생한다. 그러나, 이들 스트레이 반사들은 본 발명의 범위 내에서 무시할 수 있는 것이다. 또한, 전술한 바로부터, "투명" 전극들이 반드시 엄밀하게 말한 것은 아님을 이해하여야 한다. 실제로, 투명한 전기 전도성 재료로 제조되었지만, 이들 전극들은 항상, 매우 미소한 반사성이 있다. 반사형 액정 디스플레이 셀은 트위스트된 네마틱 액정 디스플레이 셀들, 슈퍼 트위스트된 네마틱 액정 디스플레이 셀들, 및 수직 정렬형 액정 디스플레이 셀들을 포함하는 그룹으로부터 선택된다. 반사형 액정 디스플레이 셀은 쌍안정 디스플레이 셀일 수도 있다. 변형으로서, 제 2 디스플레이 디바이스는 정보를 디스플레이하기 위해 광을 방출하는 액티브 상태와 어떠한 광도 방출하지 않는 패시브 상태 간에 스위칭하도록 배열된 발광 디스플레이 셀을 포함한다.
디스플레이 어셈블리 1
제 1 디스플레이 디바이스 2
관측자 4
제 2 디스플레이 디바이스 6
접착제 층 8
태양 전지 10
반사형 액정 디스플레이 셀 20
프론트 기판 21
리어 기판 22
실링 프레임 23
실링된 볼륨 24
투명 전극들 25a
투명 카운터 전극들 25b
흡수형 편광자 30
접착제 층 32
반사형 편광자 34
접착제 층 36
원형 편광자 38
흡수형 선형 편광자 40
1/4 파장판 42
투명 접착제 층 44
투명 접착제 층 46
주변 광 48
TOLED 디스플레이 셀 60
기판 61
인캡슐레이션 커버 62
실링 프레임 63
전계발광 층들의 스택 64
투명 상부 전극 65
하부 투명 전극 66

Claims (22)

  1. 휴대용 물체에 대해 적어도 하나의 정보 피스를 디스플레이하기 위한 어셈블리로서,
    상기 디스플레이 어셈블리 (1) 는 관측자 (4) 의 측에 위치되고 적어도 제 1 정보 피스를 디스플레이하도록 배열된 적어도 부분적으로 투명한 제 1 디스플레이 디바이스 (2) 를 포함하고, 상기 제 1 디스플레이 디바이스 (2) 아래에는 적어도 제 2 정보 피스를 디스플레이하도록 배열된 적어도 부분적으로 투명한 제 2 디스플레이 디바이스 (6) 및 태양 전지 (10) 가 이 순서대로 배치되며,
    상기 제 1 및 제 2 디스플레이 디바이스들 (2, 6) 은 정보를 디스플레이하는 액티브 상태와 정보를 디스플레이하지 않는 패시브 상태 간에 스위칭할 수 있는, 디스플레이 어셈블리.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 디스플레이 디바이스 (2) 는 접착제 층 (8) 에 의해 상기 제 2 디스플레이 디바이스 (6) 상에 본딩되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 어셈블리.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 접착제 층 (8) 은 접착제 필름 또는 액상 접착제 층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 어셈블리.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 관측자 (4) 의 측에 위치된 상기 제 1 디스플레이 디바이스 (2) 는 반사형 타입이고, 상기 제 1 디스플레이 디바이스 (2) 아래에 배치된 상기 제 2 디스플레이 디바이스 (6) 는 방출형 타입인 것을 특징으로 하는 디스플레이 어셈블리.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 디스플레이 디바이스 (2) 는 셀이 반사형이고 정보를 디스플레이하는 액티브 상태와 상기 셀이 투명하고 어떠한 정보도 디스플레이하지 않는 패시브 상태 간에 스위칭하도록 배열된 반사형 액정 디스플레이 셀 (20) 을 포함하고,
    상기 제 2 디스플레이 디바이스 (6) 는 셀이 광을 방출하여 정보를 디스플레이하는 액티브 상태와 상기 셀이 어떠한 광도 방출하지 않는 패시브 상태 간에 스위칭하도록 배열된 발광 디스플레이 셀을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 어셈블리.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 반사형 액정 디스플레이 셀 (20) 은 상기 관측자 (4) 의 측에 위치된 흡수형 편광자 (30) 와 상기 반사형 액정 디스플레이 셀 (20) 아래에 배치된 반사형 편광자 (34) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 어셈블리.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 반사형 액정 디스플레이 셀 (20) 과 상기 제 2 디스플레이 디바이스 (6) 사이에는 원형 편광자가 배치되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 어셈블리.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 원형 편광자 (38) 는 흡수형 선형 편광자 (40) 및 1/4 파장판 (42) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 어셈블리.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 흡수형 선형 편광자 (40) 는 상기 반사형 편광자 (34) 의 투과 축에 평행한 투과 축을 갖는 것을 특징으로 하는 디스플레이 어셈블리.
  10. 제 5 항에 있어서,
    상기 반사형 액정 디스플레이 셀 (20) 은 트위스트된 네마틱 액정 디스플레이 셀들, 슈퍼 트위스트된 네마틱 액정 디스플레이 셀들 및 수직 정렬형 액정 디스플레이 셀들을 포함하는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 어셈블리.
  11. 제 6 항에 있어서,
    상기 반사형 액정 디스플레이 셀 (20) 은 트위스트된 네마틱 액정 디스플레이 셀들, 슈퍼 트위스트된 네마틱 액정 디스플레이 셀들 및 수직 정렬형 액정 디스플레이 셀들을 포함하는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 어셈블리.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 반사형 액정 디스플레이 셀 (20) 은 트위스트된 네마틱 액정 디스플레이 셀들, 슈퍼 트위스트된 네마틱 액정 디스플레이 셀들 및 수직 정렬형 액정 디스플레이 셀들을 포함하는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 어셈블리.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 반사형 액정 디스플레이 셀 (20) 은 트위스트된 네마틱 액정 디스플레이 셀들, 슈퍼 트위스트된 네마틱 액정 디스플레이 셀들 및 수직 정렬형 액정 디스플레이 셀들을 포함하는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 어셈블리.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 반사형 액정 디스플레이 셀 (20) 은 트위스트된 네마틱 액정 디스플레이 셀들, 슈퍼 트위스트된 네마틱 액정 디스플레이 셀들 및 수직 정렬형 액정 디스플레이 셀들을 포함하는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 어셈블리.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 반사형 액정 디스플레이 셀 (20) 은 쌍안정인 것을 특징으로 하는 디스플레이 어셈블리.
  16. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 2 디스플레이 디바이스 (6) 는 셀이 광을 방출하여 정보를 디스플레이하는 액티브 상태와 상기 셀이 어떠한 광도 방출하지 않는 패시브 상태 간에 스위칭하도록 배열된 투명한 유기 발광 (transparent organic light-emitting; TOLED) 디스플레이 셀 (60) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 어셈블리.
  17. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 디스플레이 디바이스 (6) 는 셀이 광을 방출하여 정보를 디스플레이하는 액티브 상태와 상기 셀이 어떠한 광도 방출하지 않는 패시브 상태 간에 스위칭하도록 배열된 투명한 유기 발광 (TOLED) 디스플레이 셀 (60) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 어셈블리.
  18. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2 디스플레이 디바이스 (6) 는 셀이 광을 방출하여 정보를 디스플레이하는 액티브 상태와 상기 셀이 어떠한 광도 방출하지 않는 패시브 상태 간에 스위칭하도록 배열된 투명한 유기 발광 (TOLED) 디스플레이 셀 (60) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 어셈블리.
  19. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 2 디스플레이 디바이스 (6) 는 셀이 광을 방출하여 정보를 디스플레이하는 액티브 상태와 상기 셀이 어떠한 광도 방출하지 않는 패시브 상태 간에 스위칭하도록 배열된 투명한 유기 발광 (TOLED) 디스플레이 셀 (60) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 어셈블리.
  20. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 디스플레이 디바이스 (6) 는 셀이 광을 방출하여 정보를 디스플레이하는 액티브 상태와 상기 셀이 어떠한 광도 방출하지 않는 패시브 상태 간에 스위칭하도록 배열된 투명한 유기 발광 (TOLED) 디스플레이 셀 (60) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 어셈블리.
  21. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 2 디스플레이 디바이스 (6) 는 셀이 광을 방출하여 정보를 디스플레이하는 액티브 상태와 상기 셀이 어떠한 광도 방출하지 않는 패시브 상태 간에 스위칭하도록 배열된 투명한 유기 발광 (TOLED) 디스플레이 셀 (60) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 어셈블리.
  22. 제 16 항에 있어서,
    상기 투명한 TOLED 디스플레이 셀 (60) 은 상부 투명 전극 (65) 및 하부 투명 전극 (66) 으로 구조화되는 것의 어느 하나의 측에 전계발광 층들의 스택 (64) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 어셈블리.
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