KR20180065187A - 디스플레이 장치, 및 그 제어방법 - Google Patents

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Abstract

디스플레이 장치, 및 그 제어방법이 개시된다. 일 측에 따른 디스플레이 장치는, 미리 설정된 수준 이하의 파장을 갖는 광을 조사하는 광원; 상기 광원으로부터 조사된 광이 상기 광원의 광축에 수직 방향을 기준으로 좌향 방향으로 출광되거나 또는 우향 방향으로 출광되도록 경사 패턴이 마련된 도광판; 및 상기 도광판으로부터 출광된 광을 투과시키는 백색 서브 화소를 각각 포함하는 복수의 화소로 구성된 디스플레이 패널을 포함할 수 있다.

Description

디스플레이 장치, 및 그 제어방법{DISPLAY APPARATUS AND METHOD OF CONTROLLING THEREOF}
사용자에게 다양한 영상을 시각적으로 제공하는 디스플레이 장치, 및 그 제어방법에 관한 것이다.
디스플레이 장치는 영상을 표시하는 장치를 구비하여, 다양한 영상을 시각적으로 표시할 수 있는 장치를 의미한다. 이때, 디스플레이 장치의 디스플레이 패널을 통해 표시되는 영상 데이터는 방송 신호를 통해 전달 받은 영상 데이터뿐만 아니라, 웹 서버로부터 전달받은 영상 등 다양한 영상 데이터를 포함한다. 최근에는 디스플레이 패널 상에서의 화질 왜곡, 잔상 등을 최소화하기 위한 연구가 진행 중이다.
개시된 발명의 일 측면은 투명도를 높인 디스플레이 장치를 제공하고자 한다.
일 측에 따른 디스플레이 장치는, 미리 설정된 수준 이하의 파장을 갖는 광을 조사하는 광원; 상기 광원으로부터 조사된 광이 상기 광원의 광축에 수직 방향을 기준으로 좌향 방향으로 출광되거나 또는 우향 방향으로 출광되도록 경사 패턴이 마련된 도광판; 및 상기 도광판으로부터 출광된 광을 투과시키는 백색 서브 화소를 각각 포함하는 복수의 화소로 구성된 디스플레이 패널을 포함할 수 있다.
또한, 상기 복수의 화소 각각에 포함된 백색 서브 화소에 대응되는 영역에는 홀(hole) 패턴이 위치하고, 상기 복수의 화소에 포함된 적어도 하나의 다른 서브 화소에 대응되는 영역에는 편광 패턴이 위치하도록 구현된 편광판을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 광원은, 청색 광을 조사할 수 있다.
또한, 상기 디스플레이 패널은, 형광체 및 산란체 중 어느 하나가 주입된 적어도 하나의 컬러 필터를 포함할 수 있다.
상기 디스플레이 패널은, 제1 형광체가 주입되어 상기 광원으로부터 조사된 청색 광을 적색 광으로 변환하여 산란시키는 적색 컬러 필터, 및 제2 형광체가 주입되어 상기 광원으로부터 조사된 청색 광을 녹색 광으로 변환하여 산란시키는 녹색 컬러 필터, 및 산란체가 주입되어 상기 광원으로부터 조사된 청색 광을 산란시키는 청색 컬러 필터를 포함할 수 있다.
또한, 상기 디스플레이 패널에 마련된 백색 서브 화소는, 상기 도광판을 통해 출광된 광을 투과시킬 수 있다.
또한, 상기 복수의 화소 각각은, 상기 백색 서브 화소와, 적색 서브 화소, 녹색 서브 화소, 및 청색 서브 화소를 포함하고, 디스플레이 장치 내의 구성요소에 대한 전반적인 동작을 제어하는 제어부를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 복수의 화소 각각에서 상기 백색 서브 화소의 면적과, 상기 적색 서브 화소, 상기 녹색 서브 화소, 및 상기 청색 서브 화소의 총합 면적 간의 비율을 기초로 상기 적색 서브 화소, 녹색 서브 화소, 및 청색 서브 화소 중 적어도 하나로 인가되는 구동 전압을 제어할 수 있다.
또한, 상기 복수의 화소 각각은, 상기 백색 서브 화소와 적색 서브 화소, 녹색 서브 화소, 및 청색 서브 화소를 포함하고, 상기 백색 서브 화소의 면적과, 상기 적색 서브 화소, 상기 녹색 서브 화소 및 청색 서브 화소를 포함하는 총합 면적 간의 비율은 미리 설정될 수 있다.
또한, 상기 편광판에서 홀 패턴이 마련된 영역의 총합 면적과, 상기 디스플레이 패널 상에서 백색 서브 화소가 마련된 영역의 총합 면적 간의 비율은 미리 설정될 수 있다.
또한, 디스플레이 장치 내의 구성요소에 대한 전반적인 동작을 제어하는 제어부를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 광원 및 상기 디스플레이 패널 중 적어도 하나의 구동을 제어하여 투명 모드를 실행할 수 있다.
다른 일 측에 따른 디스플레이 장치는, 미리 설정된 수준 이하의 파장을 갖는 광을 조사하는 광원; 상기 광원으로부터 조사된 광을 투과시키는 백색 서브 화소를 각각 포함하는 복수의 화소로 구성된 디스플레이 패널; 및 상기 광원 및 상기 디스플레이 패널 중 적어도 하나로 인가되는 구동 전원을 제어하여 영상 데이터의 표시 및 투명 모드의 실행 중 적어도 하나를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 복수의 화소 각각에 포함된 백색 서브 화소에 대응되는 영역에는 홀(hole) 패턴이 위치하고, 상기 복수의 화소에 포함된 적어도 하나의 다른 서브 화소에 대응되는 영역에는 편광 패턴이 위치하도록 구현된 편광판을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 디스플레이 패널은, 형광체 및 산란체 중 어느 하나가 주입된 적어도 하나의 컬러 필터를 포함할 수 있다.
또한, 상기 광원은, 청색 광을 조사하고, 상기 디스플레이 패널은, 제1 형광체가 주입되어 상기 광원으로부터 조사된 청색 광을 적색 광으로 변환하여 산란시키는 적색 컬러 필터, 및 제2 형광체가 주입되어 상기 광원으로부터 조사된 청색 광을 녹색 광으로 변환하여 산란시키는 녹색 컬러 필터, 및 산란체가 주입되어 상기 광원으로부터 조사된 청색 광을 산란시키는 청색 컬러 필터를 포함할 수 있다.
또한, 상기 복수의 화소 각각은, 상기 백색 서브 화소와, 적색 서브 화소, 녹색 서브 화소, 및 청색 서브 화소를 포함하고, 디스플레이 장치 내의 구성요소에 대한 전반적인 동작을 제어하는 제어부를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 복수의 화소 각각에서 상기 백색 서브 화소의 면적과, 상기 적색 서브 화소, 상기 녹색 서브 화소, 및 상기 청색 서브 화소의 총합 면적 간의 비율을 기초로 상기 적색 서브 화소, 녹색 서브 화소, 및 청색 서브 화소 중 적어도 하나로 인가되는 구동 전압을 제어할 수 있다.
또한, 상기 복수의 화소 각각은, 상기 백색 서브 화소와 적색 서브 화소, 녹색 서브 화소, 및 청색 서브 화소를 포함하고, 상기 백색 서브 화소의 면적과, 상기 적색 서브 화소, 상기 녹색 서브 화소 및 청색 서브 화소를 포함하는 총합 면적 간의 비율은 미리 설정될 수 있다.
또한, 상기 편광판에서 홀 패턴이 마련된 영역의 총합 면적과, 상기 디스플레이 패널 상에서 백색 서브 화소가 마련된 영역의 총합 면적 간의 비율은 미리 설정될 수 있다.
실시예에 따르면, 사용자가 디스플레이 장치의 후방에 위치한 사물을 인지할 수 있게 하는 디스플레이 장치, 및 그 제어방법을 제공한다
실시예에 따르면, 디스플레이 장치가 위치한 환경의 미관을 개선할 수 있는 디스플레이 장치, 및 그 제어방법을 제공한다
도 1은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 외관을 도시한 도면이다.
도 2와 도 3은 서로 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치의 분해도를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제어 블록도를 도시한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 측단면을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6과 도 7은 서로 다른 형태로 구현된 경사 패턴을 일 측면에서 도시한 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 도광판에서 출광되는 광의 경로를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 9와 도 10은 서로 다른 실시예에 따라 디스플레이 패널 상에 포함된 하나의 화소의 측단면을 다른 측면에서 도시한 도면이다.
도 11은 일 실시예에 따라 편광판을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 12는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치를 구성하는 광원, 도광판, 컬러 필터, 및 편광판을 분해하여 도시한 도면이다.
도 13은 도 3과 다른 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제어 블록도를 도시한 도면이다.
도 14는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 동작 흐름을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 1은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 외관을 도시한 도면이고, 도 2와 도 3은 서로 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치를 분해하여 개략적으로 도시한 도면이다. 이하에서는 설명이 중복되는 것을 방지하기 위해 함께 설명하도록 한다.
디스플레이 장치는 영상을 표시하는 디스플레이 패널을 구비하여 다양한 포맷의 영상 데이터를 시각적으로 표시할 수 있는 장치를 의미한다. 예를 들어, 디스플레이 장치는 텔레비전(Television, TV), 모니터(Monitor)뿐만 아니라, PDP(Personal Digital Assistant), PMP(Portable Multimedia Player)와 같은 휴대용 멀티미디어 장치 등을 포함한다. 이외에도, 디스플레이 장치는 스마트 폰, 또는 안경, 시계 형태의 웨어러블 디바이스(wearable device) 등과 같은 휴대용 통신장치 등 다양한 형태로 구현된 장치 전부를 포함한다.
이하에서는 디스플레이 장치의 일 예 중 하나로써, 도 1에 도시된 형태를 예로 들어 예로 들어 설명하도록 하나, 후술할 실시 예들이 이에 한정되는 것은 아니고, 디스플레이 패널을 구비하여 사용자에게 각종 영상을 시각적으로 제공할 수 있는 장치라면, 형태에 관계없이 후술할 실시예들이 적용될 수 있다.
도 1을 참조하면, 디스플레이 장치(1)는 디스플레이 장치(1)의 외관을 형성하며 디스플레이 장치(1)를 구성하는 각종 구성 부품을 수용하는 본체(10) 및 사용자에게 영상을 표시하는 디스플레이 패널(20)을 포함할 수 있다.
한편, 도 1에 도시된 디스플레이 장치(1)는 지지방식에 따라 스탠드형 또는 벽걸이형으로 구현될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 본체(10)는 브라켓 등을 통해 벽면 등의 수직면에 설치되는 벽걸이형으로 구현될 수 있다. 또 다른 실시예로, 본체(10)의 하부에는 본체(10)를 지지하는 스탠드(3)가 마련될 수 있다. 이에 따라, 본체(10)는 스탠드에 의해 평면 상에 안정적으로 배치될 수 있다.
본체(10)의 전면에는 사용자로부터 각종 제어 명령을 입력 받는 버튼 그룹과 사용자 제어 명령에 따라 영상을 표시하는 디스플레이 패널(20)이 마련될 수 있다. 한편, 버튼 그룹이 마련되는 위치가 본체(10)의 전면에 마련되는 것으로 한정되는 것은 아니다.
디스플레이 패널(20)은 본체(10)의 전면에 마련되며, 각종 영상을 표시할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 패널(20)은 정지 영상 또는 동영상으로써, 2차원 평면 영상 또는 사용자의 양안의 시차를 이용한 3차원 입체 영상을 표시할 수 있다. 이하에서는 정지 영상, 동영상, 2차원 평면 영상, 3차원 입체 영상 등을 구분할 필요가 없는 경우에는 영상 또는 영상 데이터라 통칭하기로 한다.
예를 들어, 디스플레이 패널(20)은 복수의 화소(P)로 구성될 수 있고, 디스플레이 패널(20) 상에서 표시되는 영상은 복수의 화소(P)가 방출하는 광의 조합에 의해 형성될 수 있다. 다시 말해서, 복수의 화소(P)에서 방출되는 광이 조합되어, 디스플레이 패널(20) 상에 영상이 표시될 수 있다.
화소는 디스플레이 패널(20)을 통해 표시되는 화면을 구성하는 최소 단위로써, 도트 또는 픽셀이라 하기도 하나, 이하에서는 설명의 편의상 화소로 통일하여 설명하기로 한다.
한편, 복수의 화소(P) 각각은 다양한 밝기 및 색상의 광을 방출할 수 있다. 예를 들어, 복수의 화소(P) 각각은 영상 데이터를 나타내는 전기적 신호를 수신하고, 수신된 전기적 신호에 대응하는 광학 신호를 출력할 수 있다. 이처럼, 디스플레이 패널(20)에 포함된 복수의 화소(P)가 출력하는 광학 신호가 조합되어 디스플레이 패널(20)상에 영상 데이터가 표시될 수 있다.
한편, 컬러는 다양한 다양한 방법에 따라 표현될 수 있다. 예를 들어, 컬러는 RGB(Red Green Blue, RGB) 방식, 휘도와 색상 간의 차이로 표현하는 YUV(YCbCr) 방식 등으로 표현될 수 있다.
예를 들어, 복수의 화소(P) 각각에는 컬러를 표현하기 위해 복수 개의 제3 서브 화소가 마련될 수 있다. 여기서, 서브 화소는 서브 픽셀이라 하기도 한다. 일 실시예로, RGB(Red Green Blue, RGB) 방식에 따라 영상 데이터의 컬러를 표현하는 경우, 복수의 화소(P) 각각에는 적색 서브 화소(R), 녹색 서브 화소(G), 및 청색 서브 화소(B)가 마련될 수 있다. 한편, 이하에서는 RGB 방식을 이용하여 컬러를 표현하는 경우를 일 예로 들어 설명하도록 하나, 이에 한정되는 것은 아니고, YUV 방식 등과 같이 컬러를 표현할 수 있는 기 공지된 다양한 방식들을 이용하는 디스플레이 장치들에도 후술할 실시예들이 적용될 수 있다.
RGB 방식에 의할 경우, 적색, 녹색, 청색을 조합하여 원하는 컬러를 표현할 수 있다. 따라서, 각각의 컬러를 표시하는 적색 서브 화소(R), 녹색 서브 화소(G), 및 청색 서브 화소(B)를 통해 투과되는 빛의 양을 조절하면 다양한 컬러가 표현될 수 있다. 일 실시예로, 적색 서브 화소(R), 녹색 서브 화소(G), 및 청색 서브 화소(B)에 어느 정도의 전압이 인가되는지에 따라 화소에 표시되는 컬러는 달라지게 되므로, 이를 조절하여 원하는 컬러를 표시할 수 있다.
이때, 적색 서브 화소(R)는 다양한 밝기의 적색 광을 방출할 수 있으며, 녹색 서브 화소(G)는 다양한 밝기의 녹색 광을 방출할 수 있고, 청색 서브 화소(B)는 다양한 밝기의 청색 광을 방출할 수 있다. 예를 들어, 적색 광은 대략 620nm(nano-meter, 10억분의 1미터) 내지 750nm 범위의 파장을 갖는 광을 나타내고, 녹색 광은 대략 495nm 내지 570nm 범위의 파장을 갖는 광을 나타내며, 청색 광은 대략 450nm 내지 495nm 범위의 파장을 갖는 광을 나타낼 수 있다.
실시예에 따른 디스플레이 패널(20)을 구성하는 복수의 화소 각각(P)에는 사용자가 디스플레이 패널(20)의 후면에 위치한 각종 사물들을 인지할 수 있도록 백색 서브 화소(W)가 더 포함될 수 있다. 백색 서브 화소(W)는 투명 서브 화소라 지칭될 수도 있으나, 이하에서는 설명의 편의상 백색 서브 화소라 하기로 한다.
백색 서브 화소(W)는 후술할 바와 같이, 디스플레이 패널(20)의 전방 방향을 기준으로 경사진 방향으로 입사되는 광을 그대로 투과시킴으로써, 사용자가 디스플레이 패널(20)의 후면에 위치한 각종 사물들을 인지할 수 있도록 한다. 다시 말해서, 백색 서브 화소(W)는 디스플레이 패널(20) 상에 영상을 표시하기 위한 것이 아니라, 사용자가 디스플레이 패널(20)의 후면에 위치한 각종 사물들을 인지할 수 있도록 디스플레이 패널(20)의 투명도를 높이는 역할을 한다. 이에 관한 구체적인 설명은 후술하도록 한다.
이하에서의 실시예에 따른 복수의 화소(P) 각각은 적색 서브 화소(R), 및 녹색 서브 화소(G), 청색 서브 화소(B), 및 백색 서브 화소(W)로 구성될 수 있다. 디스플레이 패널(20)의 내부 구조에 대한 구체적인 설명은 후술하도록 한다.
한편, 본체(10)에는 영상을 표시하기 위한 각종 구성 요소들이 마련될 수 있다. 도 2와 도 3을 참조하면, 본체(10)에는 그 내부에 광을 방출하는 백 라이트 유닛(Back Light Unit, BLU)(50), 백 라이트 유닛(50)으로부터 방출된 광을 투과 또는 차단함으로써 영상을 생성하는 디스플레이 패널(20)이 마련될 수 있다.
백 라이트 유닛(50)은 도 2에 도시된 바와 같이, 발광 모듈(51), 도광판(waveguide plate)(53), 및 반사 시트(55)를 포함하거나 또는 투명도를 높이기 위해 도 3에 도시된 바와 같이, 발광 모듈(51), 및 도광판(53) 만을 포함할 수도 있다. 또한, 본체(10)에는 도 2에 도시된 바와 같이 광학 시트(40)가 마련되거나 또는 투명도를 높이기 위해 도 3에 도시된 바와 같이 광학 시트(40)가 제외될 수도 있는 등 제한은 없다.
광학 시트(40)는 디스플레이 장치(1)의 시야각을 넓히고 디스플레이 장치(1)의 휘도를 증가시키기 위하여 광을 굴절 또는 산란시킨다. 광학 시트(40)는 다양한 시트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 광학 시트(40)는 도 2에 도시된 바와 같이, 확산 시트(41), 프리즘 시트(43), 보호 시트(45), 및 휘도 향상 필름(DBEFTM film, Dual Brightness Enhancement Film) (47)을 포함할 수 있으나, 디스플레이 장치(1)에 전술한 시트가 전부 포함되는 것은 아니고 필요에 따라 생략될 수도 있다.
확산 시트(41)는 백 라이트 유닛(50)으로부터 출사된 광을 면을 따라 확산시켜 디스플레이 패널(20) 상의 화면이 전체적으로 색상 및 밝기가 균일하게 보이도록 한다.
확산 시트(41)를 통과한 광은 확산 시트(41)의 면과 수직한 방향으로 확산됨으로써 휘도가 급격히 감소할 수 있다. 프리즘 시트(43)는 확산 시트(41)에 의하여 확산된 광을 굴절 또는 집광시킴으로써 휘도를 증가시킬 수 있다.
프리즘 시트(43)는 삼각 프리즘 형상의 프리즘 패턴을 포함하고, 이 프리즘 패턴은 복수 개가 인접 배열되어 복수 개의 띠 모양을 이룬다. 즉, 프리즘 패턴은 산과 골이 반복되는 패턴으로 열을 지어 디스플레이 패널(20)을 향하여 돌출되어 형성된다.
보호 시트(45)는 백 라이트 유닛(50)에 포함된 각종 구성 부품을 외부의 충격이나 이물질의 유입으로부터 보호한다. 특히, 프리즘 시트(43)는 스크래치(scratch)가 발생하기 쉬운데, 보호 시트(45)는 프리즘 시트(43)의 스크래치를 방지할 수 있다.
휘도 향상 필름(47)은 백 라이트 유닛(50)으로부터 출사된 광 가운데 휘도 향상 필름(47)의 편광 방향과 평행한 방향의 편광을 투과시키고, 휘도 향상 필름(47)의 편광 방향과 다른 방향의 편광을 반사할 수 있다. 휘도 향상 필름(47)은 휘도 향상 필름(47)의 편광 방향과 다른 방향의 편광은 반사시킨다. 여기서, 반사된 광은 백 라이트 유닛(50) 내부에서 재활용되며, 광 재활용(light recycle)에 의하여 디스플레이 장치(1)의 휘도가 향상된다.
한편, 본체(10)에는 디스플레이 패널(20)과 백 라이트 유닛(50)을 고정하기 위하여 전방 샤시(11), 후방 샤시(13) 및 몰드 프레임(15)이 포함될 수 있다.
전방 샤시(11)는 전면에 개구가 형성된 판의 형상으로 구현될 수 있다. 사용자는 전방 샤시(11)의 전면의 개구를 통해 디스플레이 패널(20) 상에 표시된 영상을 볼 수 있을 뿐만 아니라, 디스플레이 패널(20)의 후방에 위치한 사물 또한 함께 인지할 수도 있다.
후방 샤시(13)는 전면이 개방된 박스 형상으로 구현될 수 있으며, 이로 인해 사용자는 디스플레이 장치(1)의 후방에 위치한 사물을 파악할 수 있다. 후방 샤시(13)는 디스플레이 장치(1)를 구성하는 디스플레이 패널(20)과 백 라이트 유닛(50)을 수용할 수 있다. 또한, 후방 샤시(13)는 디스플레이 장치(1)에 포함된 각종 구성 부품이 외부로 노출되지 않도록 하고, 디스플레이 장치(1)에 포함된 각종 구성 부품을 외부 충격으로부터 보호한다.
몰드 프레임(15)은 전방 샤시(11)와 후방 샤시(13) 사이에 마련될 수 있다. 특히, 몰드 프레임(15)은 디스플레이 패널(20)과 백 라이트 유닛(50) 사이에 마련되어 디스플레이 패널(20)과 백 라이트 유닛(50) 각각을 고정할 수 있다.
백 라이트 유닛(50)은 단색광 또는 백색광을 방출하는 광원을 포함할 수 있으며, 광원으로부터 방출되는 광은 본체(10) 내 구성요소를 통해 굴절, 반사 및 산란될 수 있다. 백 라이트 유닛(50)에 관한 구체적인 설명은 후술하도록 한다.
디스플레이 패널(20)은 백 라이트 유닛(50)의 전방에 마련되며, 영상을 형성함과 동시에, 투명도를 높여 사용자가 디스플레이 패널(20)의 후방에 위치한 사물을 인지할 수 있게 하기 위해, 백 라이트 유닛(50)으로부터 방출되는 광을 차단 또는 투과시킬 수 있다.
디스플레이 패널(20)의 전면은 전술한 바와 같이 복수의 화소(P)로 구성되어, 영상을 재현할 수 있다. 디스플레이 패널(20)에 포함된 복수의 화소(P)는 각각 독립적으로 백 라이트 유닛(50)의 광을 차단하거나 투과시킬 수 있다. 디스플레이 장치(1)는 복수의 화소(P)에 의해 투과된 광을 통해 다양한 영상이 표시할 뿐만 아니라, 사용자가 디스플레이 장치(1)의 후방에 위치한 사물을 파악할 수 있게 한다.
한편, 디스플레이 패널(20)은 다양한 패널로 구현될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 패널(20)은 음극선관(CRT, Cathode Ray Tube) 디스플레이 패널, 액정 디스플레이(LCD, Liquid Crystal Display) 패널, 발광 다이오드(LED, Light Emitting Diode) 패널, 유기 발광 다이오드(OLED, Organic Light Emitting Diode), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP, Plasma Display Panel), 전계 방출 디스플레이(FED, Field Emission Display) 패널 등으로 구현될 수 있으며, 제한은 없다.
이외에도, 본체(10)의 내부에는 디스플레이 장치(1)의 기능을 실현하기 위한 각종 구성 부품이 마련될 수 있다. 이하에서는 디스플레이 장치(1)의 내부 구성에 대해 보다 구체적으로 살펴보도록 한다.
도 4는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제어 블록도를 도시한 도면이고, 도 5는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 측단면을 개략적으로 도시한 도면이다. 또한, 도 6과 도 7은 서로 다른 형태로 구현된 경사 패턴을 일 측면에서 도시한 도면이고, 도 8은 일 실시예에 따른 도광판에서 출광되는 광의 경로를 개략적으로 도시한 도면이다. 또한, 도 9와 도 10은 서로 다른 실시예에 따라 디스플레이 패널 상에 포함된 하나의 화소의 측단면을 다른 측면에서 도시한 도면이고, 도 11은 일 실시예에 따라 편광판을 개략적으로 도시한 도면이다. 또한, 도 12는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치를 구성하는 광원, 도광판, 컬러 필터, 및 편광판을 분해하여 도시한 도면이고, 도 13은 도 3과 다른 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제어 블록도를 도시한 도면이다. 이하에서는 설명의 중복을 방지하기 위해 함께 설명하도록 한다.
도 4를 참조하면, 디스플레이 장치(1)는 사용자로부터 각종 제어 명령을 입력 받는 입력부(110), 외부 장치로부터 영상 및 음향을 포함하는 컨텐츠를 수신하는 컨텐츠 수신부(120), 컨텐츠에 포함된 음향 데이터에 대응하는 음향을 출력하는 음향 출력부(130), 통신망을 통해 컨텐츠 등과 같은 각종 데이터를 송수신하는 통신부(140), 컨텐츠에 포함된 영상 데이터를 처리하는 영상 처리부(150), 컨텐츠에 포함된 영상 데이터에 대응하는 영상을 표시하는 표시부(160), 및 디스플레이 장치(1)의 동작을 총괄 제어하는 제어부(170)를 포함한다.
컨텐츠 수신부(120), 통신부(140), 영상 처리부(150), 타이밍 제어부(161), 및 제어부(170) 중 적어도 하나는 디스플레이 장치(1)에 내장된 시스템 온 칩(System On Chip, SOC)에 집적될 수 있다. 다만, 디스플레이 장치(1)에 내장된 시스템 온 칩이 하나만 존재하는 것은 아닐 수 있으므로, 하나의 시스템 온 칩에 집적되는 것으로 한정되는 것은 아니다.
입력부(110)는 사용자로부터 각종 제어 명령을 입력 받을 수 있다.
예를 들어, 입력부(110)는 도 4에 도시된 바와 같이, 버튼 그룹(BG)을 포함할 수 있다. 버튼 그룹(BG)에 포함된 각종 버튼은 디스플레이 장치(1)의 일 면에 마련될 수 있으며, 제한은 없다.
일 실시예로, 버튼 그룹(BG)은 음향 출력부(150)로부터 출력되는 음향의 크기를 조절하는 볼륨 버튼, 컨텐츠 수신부(120) 에 의해 수신하는 통신 채널을 변경하는 채널 버튼, 디스플레이 장치(1)의 전원을 온/오프하는 전원 버튼 등을 포함할 수 있다. 이외에도, 입력부(110)는 전술한 버튼 그룹(BG)을 통해 디스플레이 장치(1)에 관한 각종 제어 명령을 사용자로부터 입력 받을 수 있으며, 제한은 없다.
한편, 버튼 그룹(BG)에 포함된 각종 버튼은 사용자의 가압을 감지하는 푸쉬 스위치(push switch)와 멤브레인 스위치(membrane) 또는 사용자의 신체 일부의 접촉을 감지하는 터치 스위치(touch switch) 등을 채용할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 버튼 그룹(BG)은 사용자의 특정한 동작에 대응하여 전기적 신호를 출력할 수 있는 다양한 입력 수단을 채용할 수 있다.
또한, 입력부(110)는 원격에서 사용자로부터 제어 명령을 입력 받고, 입력 받는 사용자 제어 명령을 디스플레이 장치(1)에 전송하는 원격 컨트롤러를 포함할 수 있다. 이외에도, 입력부(110)는 사용자로부터 제어 명령을 입력 받을 수 있는 기 공지된 다양한 구성 요소를 포함할 수 있으며, 제한은 없다. 또한, 디스플레이 패널(20)이 터치 스크린 타입으로 구현된 경우, 디스플레이 패널 (20)이 입력부(110)의 기능을 수행할 수도 있다.
예를 들어, 입력부(110)는 전술한 버튼 그룹(BG) 또는 원격 컨트롤러, 터치 스크린 타입으로 구현된 디스플레이 패널(20) 등을 통해 사용자로부터 디스플레이 장치(1)에 관한 제어 명령을 입력 받을 수 있다. 이에 따라, 입력부(110)는 입력 받은 제어 명령을 제어부(170)에 전달할 수 있으며, 제어부(170)는 제어 신호를 통해 디스플레이 장치(1)의 구성 요소 중 적어도 하나를 제어할 수 있다. 제어부(170)에 관한 구체적인 설명은 후술하도록 한다.
컨텐츠 수신부(120)는 다양한 외부 장치로부터 각종 컨텐츠를 수신할 수 있다. 예를 들어, 컨텐츠 수신부(120)는 무선으로 방송 신호를 수신하는 안테나, 유선 또는 무선으로 방송 신호를 수신하고, 수신된 방송 신호를 적절히 변환하는 셋톱 박스(set top box), 멀티 미디어 저장 매체에 저장된 컨텐츠를 재생하는 멀티 미디어 재생 장치(예를 들어, DVD 플레이어, CD 플레이어, 블루레이 플레이어 등) 등으로부터 컨텐츠를 수신할 수 있다.
구체적으로, 컨텐츠 수신부(120)는 외부 장치와 연결되는 복수의 커넥터(121), 복수의 커넥터(121) 가운데 컨텐츠를 수신할 경로를 선택하는 수신 경로 선택부(123), 방송 신호를 수신함에 있어 방송 신호를 수신하기 위한 채널(또는 주파수)을 선택하는 튜너(tuner, 125) 등을 포함할 수 있다.
커넥터(121)는 안테나로부터 컨텐츠가 포함된 방송 신호를 수신하는 동축 케이블 커넥터(RF coaxial cable connector), 셋톱 박스 또는 멀티 미디어 재생 장치로부터 컨텐츠를 수신하는 고선명 멀티미디어 인터페이스(High Definition Multimedia Interface: HDMI) 커넥터, 컴포넌트 비디오 커넥터(component video connector), 컴포지트 비디오 커넥터(composite video connector), 디-서브(D-sub) 커넥터 등을 포함할 수 있다.
수신 경로 선택부(123)는 전술한 복수의 커넥터(121) 가운데 컨텐츠를 수신할 커넥터를 선택한다. 예를 들어, 수신 경로 선택부(123)는 컨텐츠가 수신된 커넥터(121)를 자동으로 선택하거나, 사용자의 제어 명령에 따라 컨텐츠를 수신할 커넥터(121)를 수동으로 선택할 수 있다.
튜너(125)는 방송 신호를 수신하는 경우 안테나 등을 통해 수신되는 각종 신호 가운데 특정한 주파수(채널)의 전송 신호를 추출한다. 다시 말해, 튜너(125)는 사용자의 채널 선택 명령에 따라 컨텐츠를 수신하기 위한 채널(또는 주파수)을 선택할 수 있다.
튜너(125)를 통해 선택된 채널에 관한 영상 데이터가 수신되면, 영상 처리부(150)로 전달될 수 있다. 이에 따라, 영상 처리부(150)는 영상 데이터로부터 영상 처리 프로세스를 통해 컬러 데이터, 영상 제어신호 등을 획득할 수 있으며, 표시부(140)는 이를 기초로 디스플레이 패널(20) 상에 영상을 복원할 수 있다.
또한, 디스플레이 장치(1)에는 음향 출력부(130)가 마련될 수 있다. 음향 출력부(130)는 제어부(170)의 제어 신호에 따라 컨텐츠 수신부(120)로부터 음향 데이터를 전달 받아, 음향을 출력할 수 있다. 이때, 음향 출력부(130)는 전기적 신호를 음향 신호로 변환하는 하나 또는 2이상의 스피커(131)를 포함할 수 있다.
한편, 디스플레이 장치(1)에는 도 4에 도시된 바와 같이 통신부(140)가 마련될 수 있다. 통신부(140)는 무선 통신방식을 지원하는 무선 통신모듈(141), 및 유선 통신방식을 지원하는 유선 통신모듈(143)을 포함하여, 다양한 통신방식을 지원할 수 있다.
통신방식은 무선 통신방식과 유선 통신방식이 있다. 여기서, 무선 통신방식은 데이터가 포함된 신호를 무선으로 주고 받을 수 있는 통신방식을 의미한다. 이때, 무선통신방식에는 3G(3Generation), 4G(4Generation), 무선 랜(Wireless LAN), 와이파이(Wi-Fi), 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee), WFD(Wi-Fi Direct), UWB(Ultra wideband), 적외선 통신(IrDA; Infrared Data Association), BLE (Bluetooth Low Energy), NFC(Near Field Communication), 지웨이브(Z-Wave) 등의 다양한 통신방식이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 유선 통신방식은 데이터가 포함된 신호를 유선으로 주고 받을 수 있는 통신방식을 의미한다. 예를 들어, 유선 통신방식에는 PCI(Peripheral Component Interconnect), PCI-express, USB(Universe Serial Bus) 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제어부(170)는 제어신호를 통해 통신부(140)의 동작을 제어하여, 유선 통신망 또는 무선통신망을 통해 각종 컨텐츠를 다운로드 받아, 사용자에게 제공할 수 있다.
한편, 유선 통신모듈(141), 및 무선 통신모듈(143)은 각각 단일의 칩으로 구현될 수 있다. 그러나, 구현 형태가 전술한 바로 한정되는 것은 아니고, 유선 통신모듈(141), 및 무선 통신모듈(143)이 단일의 칩으로 집적되어 구현될 수 있는 등 제한은 없다.
한편 도 4를 참조하면, 디스플레이 장치(1)에는 영상 처리부(150)가 마련될 수 있다. 영상 처리부(150)는 도 4에 도시된 바와 같이, 그래픽 프로세서(151), 및 그래픽 메모리(155)를 포함할 수 있다.
그래픽 메모리(155)는 영상 처리를 위한 영상 처리 프로그램 및 처리한 컬러 데이터를 기억하거나, 그래픽 프로세서(151)가 출력하는 영상정보 또는 컨텐츠 수신부(120)로부터 수신된 영상정보를 임시로 기억할 수 있다.
그래픽 프로세서(151)는 그래픽 메모리(155)에 기억된 영상 처리 프로그램을 이용하여 그래픽 메모리(155)에 기억된 영상 데이터를 처리하여 영상 복원에 필요한 각종 데이터 등을 획득할 수 있다. 예를 들어, 그래픽 프로세서(151)는 그래픽 메모리(155)에 저장된 컨텐츠 중에서 영상 데이터에 대해 영상 처리를 수행함으로써, 영상 제어신호, 컬러 데이터 등을 획득할 수 있다.
한편, 그래픽 프로세서(151)와 그래픽 메모리(155)는 각각 별개의 칩으로 구현될 수 있다. 그러나, 그래픽 프로세서(151)와 그래픽 메모리(155)가 각각 별개의 칩으로 구현되는 것으로 한정되는 것은 아니며, 그래픽 프로세서(151)와 그래픽 메모리(155)는 단일의 칩으로 통합 구현될 수도 있다. 또한, 후술할 바와 같이 영상 처리부(150)는 제어부(170a)와 통합될 수도 있으며, 구현형태에는 제한이 없다.
한편, 디스플레이 장치(1)에는 표시부(160)가 마련될 수 있다. 표시부(160)는 영상 처리부(150)로부터 영상 제어신호, 및 컬러 데이터 등을 입력 받고, 입력 받은 컬러 데이터를 기초로 액정 디스플레이 패널(20)을 구동시켜 영상 데이터를 표시할 수 있다.
도 4를 참조하면, 표시부(160)는 백 라이트 유닛(50), 및 디스플레이 패널(20)을 포함할 수 있다. 이하에서는 디스플레이 패널(20) 중 일 예로써, 액정 디스플레이 패널을 예로 들어 설명하도록 하나, 후술할 실시예들이 액정 디스플레이 패널에만 적용되는 것은 아니며, 제한은 없다.
일반적으로, 액정 디스플레이 패널(20)은 두 기판 사이에 주입되어 있는 이방성 유전율을 갖는 액정 물질이 마련된 액정층에 전계를 인가하여, 기판에 투과되는 빛의 양을 조절함으로써 영상 데이터를 표시한다.
구체적으로, 액정 디스플레이 패널(20)은 자체적으로 발광할 수 없기 때문에, 표시부(160)에는 액정 디스플레이 패널(20)로 백 라이트를 투사하는 백 라이트 유닛(50)이 마련될 수 있다. 이에 따라, 액정 디스플레이 패널(20)이 마련된 디스플레이 장치(1)는 액정 디스플레이 패널(20)의 액정층에 전계가 인가되고, 전계의 세기를 조절하여 액정층을 통과하는 백 라이트의 투과율을 조절함으로써, 원하는 영상 데이터를 표시할 수 있다. 백 라이트 유닛(50)은 광원의 위치에 따라 직하형(direct type) 백 라이트 유닛 또는 엣지형(edge type) 백 라이트 유닛으로 구분될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의상 엣지형 백 라이트 유닛으로 구현된 경우에 대해 설명하도록 하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 2 및 도 4를 참조하면, 엣지형 백 라이트 유닛(50)은 광을 생성하는 발광 모듈(51), 광을 분산시키는 도광판(53)을 포함할 수 있다. 또한, 디스플레이 장치(1)에는 도 2에 도시된 바와 같이 필요에 따라 광을 반사시키는 반사 시트(55), 및 광 휘도를 향상시키는 광학 시트(40)가 더 포함될 수 있으며, 투명도를 높이기 위해 도 4에 도시된 바와 같이 제외될 수도 있다. 즉, 반사 시트(55), 및 광학 시트(40)가 디스플레이 장치(1)의 필수 구성요소인 것은 아니다. 따라서, 이하에서는 설명의 편의상 반사 시트(55), 및 광학 시트(40)가 포함되었을 경우에 대해 설명하도록 하나, 전술한 구성요소들은 투명도를 높이기 위해 디스플레이 장치(1) 상에서 제외될 수도 있다.
발광 모듈(51)은 광을 방출하는 복수의 광원(51a), 복수의 광원(51a)을 지지/고정하는 지지체(51b)를 포함할 수 있다. 복수의 광원(51a)은 도 2에 도시된 바와 같이 백 라이트 유닛(50)의 측면에 균일하게 배치될 수 있으며, 백 라이트 유닛(50)의 중심부를 향하여 광을 방출할 수 있다.
복수의 광원(51a)이 방출한 광이 가능한 한 균일한 휘도를 갖도록 복수의 광원(51a)은 등간격으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이 복수의 광원(51a)은 백 라이트 유닛(50)의 좌우 측면에 각각 등간격으로 배치될 수 있다. 다만, 광원(51a)의 배치는 도 2에 도시된 바에 한정되는 것은 아니며, 백 라이트 유닛(50)의 좌우 측면 중 어느 하나의 측면에만 배치될 수도 있다.
광원(51a)으로는 전력이 공급됨에 따라 단색 광(특정한 파장의 광, 예를 들어 청색 광) 또는 백색 광(다양한 파장의 광이 혼합된 광)을 다양한 방향으로 방출할 수 있는 발광 소자가 채용될 수 있다. 예를 들어, 광원(51a)으로는 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED), 냉-음극관(Cold Cathode Fluorescence Lamp, CCFL), 레이저(LASER) 등이 채용될 수 있다. 일 실시예로, 고 에너지 광인 청색 광을 방출하는 청색 발광 다이오드가 광원(51a)으로 채용될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의상 광원(51a)이 청색 광을 방출하는 경우에 대해 설명하도록 하나, 이에 한정되는 것은 아니고, 미리 설정된 수준 이하의 파장을 갖는 광을 방출하는 경우에는 전부 적용 가능하다.
지지체(51b)는 광원(51a)의 위치가 변경되지 않도록 복수의 광원(51a)을 고정할 수 있다. 또한, 지지체(51b)는 광원(51a)이 광을 방출하기 위한 전력을 각각의 광원(51a)에 공급할 수 있다.
지지체(51b)는 광원(51a)과 함께 백 라이트 유닛(50)의 측면에 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이 지지체(51b)는 백 라이트 유닛(50)의 좌우 측면에 배치될 수 있다. 그러나, 지지체(51b)의 배치는 도 2에 도시된 바에 한정되는 것은 아니며, 백 라이트 유닛(50)의 좌우 측면 중 어느 하나의 측면에만 배치될 수도 있다. 지지체(51b)는 복수의 광원(51a)을 고정하고, 광원(51a)에 전력을 공급하기 위한 전도성 전력 공급 라인이 형성된 합성 수지로 구성되거나, 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board, PCB), 또는 연성 회로 기판(Flexible Circuit Board, FPCB)로 구현될 수 있다.
도광판(53)은 측면의 발광 모듈(51)으로부터 입사되는 광의 진행 방향을 변경하여 디스플레이 패널(20)을 향해 방출할 수 있다.
이때 도 1와 도 5를 참조하면, 광원(51a)의 광축(V1)의 수직 방향(V2), 즉 디스플레이 패널(20)의 정면 방향으로 많은 광이 출사되면, 후술할 편광판(53)에 마련된 홀 패턴(HP)을 통해 여과 없이 광이 투과되어 영상의 해상도가 떨어질 뿐만 아니라. 사용자가 디스플레이 패널(20)의 후면에 위치한 사물을 인지하기 어려워 진다는 단점이 있다. 따라서, 실시예에 따른 도광판(53)에는 광의 진행 방향, 즉 방출 방향을 변경하기 위한 경사 패턴(58)이 형성될 수 있다.
여기서, 경사 패턴(58)은 광원(51a)으로부터 조사된 광이 광원(51a)의 광축(V1)에 수직 방향(V2)을 기준으로 좌향 방향으로 출광되거나 또는 우향 방향으로 출광되도록 마련되는 패턴을 의미한다. 다시 말해서, 실시예에 따른 도광판(53)에 마련된 경사 패턴(58)은 광축(V1)의 수직 방향(V2)으로 광이 출광되지 않게끔 한다. 예를 들어, 도광판(53) 내부에는 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 내지 제5 경사 패턴(53a, 53b, 53c, 53d, 53e)이 마련될 수 있다.
경사 패턴(58)은 다양한 형태로 구현될 수 있다. 예를 들어, 경사 패턴(58)은 도 6에 도시된 바와 같이, 복수의 볼록한 줄무늬 형태로 구현된 제1 내지 제5 경사 패턴(53a, 53b, 53c, 53d, 53e)를 포함할 수 있다 또 다른 예로, 경사 패턴(58)은 복수의 도트(dot) 형태로 구현된 제1 내지 제5 경사 패턴(53a, 53b, 53c, 53d, 53e)를 포함할 수 있다. 이때, 제1 내지 제5 경사 패턴(53a, 53b, 53c, 53d, 53e)의 크기, 및 간격 등은 기 설정될 수 있다. 다시 말해서, 도광판(53)을 통해 출광되는 광의 출광 각도가 도 2의 우측 또는 좌측에 마련된 발광 모듈(51)의 광원 중 적어도 하나의 광축을 기준으로 둔각을 갖도록 경사 패턴(58)은 형성될 수 있으며, 구현 가능한 형태에는 제한이 없다.
또한, 경사 패턴(58)은 다양한 기법을 통해 형성될 수 있다. 예를 들어, 경사 패턴(58)은 인쇄 기법을 통해 화이트 레진을 인쇄하여 형성될 수 있다. 또는, 경사 패턴은 도광판(53)에 레이저를 조사하여 형성될 수 있다. 또는, 경사 패턴은 경사 패턴이 미리 형성된 기판을 도광판(53)의 상면에 올려놓은 다음, 압력을 가하는 스태핑 기법을 통해 생성될 수도 있는 등 제한은 없다.
한편, 도광판(53)으로는 디스플레이 패널(20)의 후면에 위치한 사물을 인지할 수 있도록 투명도가 높은 소재가 채용될 수 있다. 예를 들어, 도광판(53)으로는 폴리 메틸 메타아크릴레이트(poly methyl methacrylate, PMMA) 또는 투명 폴리 카보네이트(polycarbonate, PC) 등이 채용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 5 및 도 8을 참조하면, 도광판(53) 내부로 입사된 광 가운데 일부(L1)는 도광판(53)의 경사 패턴(58)에 의해 광축(V1)의 수직방향(V2)을 기준으로 우향 방향으로 출사될 수 있다. 다시 말해서, 도광판(53) 내부로 입사된 광 가운데 일부(L1)는 디스플레이 패널(20)의 전방을 기준으로 하향 방향으로 출사될 수 있다.
또한, 도광판(53) 내부로 입사된 광 가운데 다른 일부(L2)는 도광판(53)의 경사 패턴(58)에 의해 광축(V1)의 수직방향(V2)을 기준으로 좌향 방향으로 출사될 수 있다. 다시 말해서, 도광판(53) 내부로 입사된 광 가운데 다른 일부(L2)는 디스플레이 패널(20)의 전방을 기준으로 상향 방향으로 출사될 수 있다.
실시예에 따른 디스플레이 장치(1)는 경사 패턴(58)을 통해 광이 디스플레이 패널(20)의 정면으로 출광되지 않게 하여 투명도를 높임으로써, 사용자가 디스플레이 패널(20)의 반대면에 위치한 사물을 인지할 수 있도록 한다.
다만, 광원(51a)으로부터 조사된 광이 광축(V1)의 수직방향(V2)을 기준으로 좌향 또는 우향 방향으로 출사되는 경우, 디스플레이 패널(20) 상에 표시되는 영상의 해상도가 떨어지는 단점이 있다. 이에 따라, 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)는 적색 서브 화소(R), 녹색 서브 화소(G), 및 청색 서브 화소(B) 상의 컬러 필터에 형광체 및 산란체 중 적어도 하나를 포함시켜, 각 화소(R, G, B)에서 출광되는 광을 산란시킴으로써 영상의 해상도가 떨어지는 것을 방지할 수 있다.
뿐만 아니라, 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)는 백색 서브 화소(W) 상의 컬러 필터를 빈(empty) 상태 또는 홀(hole) 상태로 구현하거나 또는 백색 서브 화소(W) 상의 컬러 필터에 광의 경로를 변화시키지 않는 투명도가 높은 물질을 주입시켜, 백색 서브 화소(W)를 통해 사용자가 액정 디스플레이 패널(20)의 후방에 위치한 사물을 인지할 수 있도록 한다. 이하에서는 액정 디스플레이 패널(20)에 대해 설명하도록 한다.
도 9를 참조하면, 액정 디스플레이 패널(20)은 제1 편광판(111), 제1 투명 기판(112), 박막 트랜지스터(113), 화소 전극(114), 액정층(115), 공통 전극(116), 컬러 필터층(117), 제2 투명 기판(118), 제2 편광판(119)을 포함할 수 있다.
제1 투명 기판(112) 및 제2 투명 기판(118)은 액정 디스플레이 패널(20)의 외관을 형성하며, 제1 투명 기판(112) 및 제2 투명 기판(118) 사이에 마련되는 액정층(115) 및 컬러 필터층(117)을 보호할 수 있다. 이러한, 제1 및 제2 투명 기판(112, 118)로는 강화 유리 또는 투명 수지 등과 같이 투명도가 높은 물질이 채용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예에 따른 디스플레이 장치(1)는 전술한 바와 같이 투명 기판(112, 118)으로 구현될 뿐만 아니라, 백색 서브 화소(W)를 포함한 액정 디스플레이 패널(20)을 통해, 사용자가 디스플레이 장치(1)의 후면에 위치한 사물을 인지할 수 있도록 한다.
도 5를 참조하면, 제1 및 제2 투명 기판(112, 118)의 외측에는 제1 편광판(111) 및 제2 편광판(119)이 마련될 수 있다. 제1 편광판(118)은 하부 편광판, 제2 편광판(119)은 상부 편광판이라 하기도 한다.
광은 진행 방향과 직교하는 방향으로 진동하는 전기장과 자기장의 쌍으로 이루어진다. 또한, 전기장과 자기장의 진동 방향은 광의 진행 방향과 직교하는 모든 방향으로 진동할 수 있다. 이때, 전기장 또는 자기장이 특정한 방향으로만 진동하는 현상을 편광이라 하며, 미리 정해진 방향으로 진동하는 전기장 또는 자기장을 포함하는 광을 투과시키고 미리 정해진 방향 이외의 방향으로 진동하는 전기장과 자기장을 포함하는 광을 차단하는 것을 편광판이라 한다. 다시 말해, 편광판은 미리 정해진 방향으로 진동하는 광은 투과시키고, 다른 방향으로 진동하는 광은 차단할 수 있다.
제1 편광판(111)은 제1 방향으로 진동하는 전기장 및 자기장을 갖는 광을 투과시키고, 다른 광을 차단한다. 또한, 제2 편광판(119)은 제2 방향으로 진동하는 전기장 및 자기장을 갖는 광을 투과시키고, 다른 광을 차단할 수 있다.
여기서, 제1 방향과 제2 방향은 서로 같거나 또는 다를 수 있다. 예를 들어, 제1 방향과 제2 방향은 서로 직교할 수 있다. 이 경우, 제1 편광판(111)이 투과시키는 광의 편광 방향과 제2 편광판(119)이 투과시키는 광의 진동 방향은 서로 직교한다. 이에 따라, 광은 제1 편광판(111)과 제2 편광판(119)을 동시에 투과할 수 없다.
한편, 실시예에 따른 제2 편광판(119)의 일부 영역에는 편광 패턴이 마련되어 제2 방향으로 진동하는 전기장 및 자기장을 갖는 광은 투과시키고, 다른 광은 차단할 수 있도록 구현되고, 다른 일부 영역에는 홀 패턴이 마련되어 컬러 필터를 통과한 광이 그대로 투과되도록 구현될 수 있다. 다시 말해서, 실시예에 따른 제2 편광판(119)의 전 영역에서 편광이 수행되는 것은 아닐 수 있다.
예를 들어, 제2 편광판(119)으로는 금속 등으로 구성된 도전체 선이 특정한 피치의 격자형으로 배열되어 이루어지는 나노 사이즈의 그리드 패턴이 마련되는 와이어 그리드 편광자(Wire Grid Polarizer, WGP)가 채용될 수 있다.
이때, 제2 편광판(119)은 편광 패턴이 형성되어 입사되는 광을 편광시키는 영역, 광을 투과시키는 홀 패턴이 형성되어 입사되는 광을 그대로 투과시키는 영역으로 구성될 수 있다.
예를 들어, 도 9 내지 도 11를 참조하면, 서브 화소 중에서 적색 서브 화소(R), 녹색 서브 화소(G), 청색 서브 화소 (B)에 대응되는 영역에는 제1 편광판(119)의 편광 패턴(GP)이 위치할 수 있다. 또 다른 예로, 도 10 및 도 11을 참조하면, 백색 서브 화소(W)에 대응되는 영역에는 제1 편광판(119)의 홀 패턴(HP)이 위치할 수 있다.
이때, 제2 편광판(119)의 편광 패턴(GP)이 형성된 영역으로 광이 입사되는 경우, 편광 패턴(GP)은 제2 방향으로 진동하는 전기장 및 자기장을 갖는 광을 투과시키고, 다른 광을 차단하는 편광 기능을 수행할 수 있다. 또한, 편광 패턴이 형성되지 않은 영역, 즉 홀 패턴((HP)이 형성된 영역에 광이 입사되는 경우에는 광을 그대로 투과할 수 있다.
한편, 홀 패턴(HP)의 위치가 백색 서브 화소(W)에 대응되는 영역, 즉 홀 패턴(HP)이 차지하는 영역의 크기가 백색 서브 화소(W)가 차지하는 영역의 크기와 동일한 것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 홀 패턴(HP)의 면적과 백색 서브 화소(W) 간의 면적은 기 설정될 수 있다. 다시 말해서, 홀 패턴(HP)가 차지하는 총 면적과 백색 서브 화소(W)가 차지하는 총 면적 간의 비율은 기 설정될 수 있다. 일 실시예로, 홀 패턴(HP)이 차지하는 총 면적은 백색 서브 화소(W)가 차지하는 총 면적을 기준으로 100% 이상 120% 이하가 되도록 설계되어, 편광과 투과가 적절하게 이루어질 수 있도록 한다.
실시예에 따른 디스플레이 장치(1)는 영상을 표시하기 위해 방출되는 광, 예를 들어, 적색 서브 화소(R), 녹색 서브 화소(G), 및 청색 서브 화소(B)에서 방출되는 광에 대해서는 편광되도록 하고, 백색 서브 화소(W)에서 방출되는 광은 경사 패턴(58)에 따라 사용자에게 영향이 미치지 않는 영역으로 방출되게 한다. 이로 인해, 사용자는 적색 서브 화소(R), 녹색 서브 화소(G), 및 청색 서브 화소(B) 중 적어도 하나에서 방출되는 광이 조합되어 영상을 볼 수 있으며, 백색 서브 화소(W)를 통해 디스플레이 장치(1)의 후방에 위치한 사물을 인지할 수 있다. 뿐만 아니라, 제어부(170a)는 후술할 바와 같이 백 라이트 유닛(50), 및 액정 디스플레이 패널(20)에 인가되는 구동 전원을 제어하여, 영상 시청 중이 아닐 때에도 사용자가 디스플레이 장치(1)의 후방에 위치한 사물을 인지할 수 있도록 투명 모드를 실행할 수 있다. 여기서, 투명 모드라 함은 일정 수준 이상의 투과도, 또는 투명도를 가져, 디스플레이 패널(20)를 통해 영상이 표시되지 않는 상태에서도 디스플레이 장치(1)를 사이에 두고 반대편에 위치하는 사물을 인지할 수 있는 동작모드를 의미한다. 이에 관한 구체적인 설명은 후술하도록 한다.
한편, 제2 투명 기판(118)의 내측에는 컬러 필터층(117)이 마련될 수 있다. 도 9를 참조하면, 컬러 필터층(117)에는 적색 광을 투과시키는 적색 컬러 필터(117r), 녹색 광을 투과시키는 녹색 컬러 필터(117g), 청색 광을 투과시키는 청색 컬러 필터(117b)가 마련될 수 있으며, 적색 컬러 필터(117r), 녹색 컬러 필터(117g) 및 청색 컬러 필터(117b)는 서로 나란하게 배치될 수 있다. 또한, 도 10을 참조하면, 컬러 필터층(117)은 입사된 광을 그대로 투과시키는 투명 컬러 필터(117w)가 더 마련될 수 있다.
컬러 필터층(117)이 형성된 영역은 전술한 화소(P)에 대응될 수 있다. 적색 컬러 필터(117r)가 형성된 영역은 적색 서브 화소(R)에 대응되고, 녹색 컬러 필터(117g)가 형성된 영역은 녹색 서브 화소(G)에 대응되고, 청색 컬러 필터(117b)가 형성된 영역은 청색 서브 화소(B)에 대응되고, 투명 컬러 필터(117w)가 형성된 영역은 백색 서브 화소(W)에 대응된다.
백색 서브 화소(W)의 면적이 적색 서브 화소(R), 녹색 서브 화소(G) 및 청색 서브 화소(B)의 총합 면적보다 너무 작으면 투명도가 낮아지는 반면, 백색 서브 화소(W)의 면적이 적색 서브 화소 소(R), 녹색 서브 화소(G) 및 청색 서브 화소(B)의 총합 면적보다 너무 크면 영상의 해상도가 떨어지는 단점이 있다.
따라서, 백색 서브 화소(W)의 면적과, 적색 서브 화소(R), 녹색 서브 화소(G) 및 청색 서브 화소(B)를 포함하는 면적 간의 비율은 미리 설정될 수 있다. 예를 들어, 백색 서브 화소(W)의 면적은, 적색 서브 화소(R), 상기 녹색 서브 화소(G) 및 청색 서브 화소(B) 면적 총합의 80~120%이도록 설계될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이에 따라, 실시예에 따른 액정 디스플레이 패널(20)의 화소를 구성하는 백색 서브 화소(W)의 면적과, 적색 서브 화소(R), 녹색 서브 화소(G) 및 청색 서브 화소(B)의 총합 면적 간의 비율은 해상도와 투명도를 고려하여 미리 설정될 수 있다.
한편, 컬러 필터층(117)에는 적색 컬러 필터(117r), 녹색 컬러 필터(117g), 청색 컬러 필터(117b), 및 투명 컬러 필터(117w) 간의 색 간섭을 방지하고, 적색 컬러 필터(117r), 녹색 컬러 필터(117g), 청색 컬러 필터(117b), 및 투명 컬러 필터(117w) 부분을 제외한 다른 부분으로는 백 라이트 유닛(50)의 광이 새어 나가지 않도록 광을 차단하는 블랙 매트릭스(Black matrix)(120)가 마련될 수 있다. 블랙 매트릭스(120)는 적색 필터(117r), 녹색 필터(117g), 청색 필터(117b), 및 투명 컬러 필터(117w) 사이에 마련될 수 있다.
전술한 바와 같이 경사 패턴(58, 도 5)에 의해 광이 굴절되면, 적색 서브 화소(R), 녹색 서브 화소(G), 및 청색 서브 화소(B)로부터 방출되는 광의 조합에 의해 표시되는 영상의 해상도는 떨어진다는 문제점이 있다. 이에 따라, 컬러 필터층(117)에 위치한 적색, 녹색, 및 청색 컬러 필터(117r, 117g, 117b) 중 어느 하나에는 형광체 또는 산란체 중 어느 하나가 주입될 수 있다.
예를 들어, 적색, 녹색 컬러 필터(117r, 117g)에는 양자점(Quantum Dot, QD) 입자를 포함하는 형광체가 주입될 수 있다. 이때, 적색, 녹색 컬러 필터 각각 (117r, 117g)은 변환하는 컬러마다 다른 양자점 입자를 포함할 수 있다.
양자점 입자는 나노미터(nm, 1,000,000,000분의 1 미터) 크기의 작은 구 형태의 반도체 입자를 의미하며, 대략 2나노미터[nm] 내지 10[nm] 크기의 중심체와 황화아연(ZnS)으로 이루어진 껍질로 구성될 수 있다. 여기서, 양자점의 중심체로는 카드뮴 셀레나이트(CdSe), 카드뮴 텔루라이드(CdTe), 또는 황화카드뮴(CdS)를 이용할 수 있다.
양자점은 전압을 가하면 자체적으로 발광하거나, 광을 흡수하여 특정한 파장의 광을 방출할 수 있다. 이때, 양자점은 크기가 작을수록 짧은 파장의 광을 방출하고, 크기가 클수록 긴 파장의 광을 방출할 수 있다. 예를 들어, 직경이 2나노 미터[nm]인 양자점은 청색의 광을 방출할 수 있고, 직경이 대략 10나노 미터[nm]인 양자점은 적색의 광을 방출할 수 있다. 이에 따라, 실시예에 따른 적색, 녹색 컬러 필터(117r, 117g)에는 서로 다른 크기의 양자점 입자를 포함하는 형광체가 주입되어, 서로 다른 컬러 광을 투과시킬 수 있다.
이때, 형광체는 단파장의 광에 의해 여기되어 광 컬러를 변환시키므로, 미리 설정된 수준 이하의 파장을 갖는 광을 출광하는 광원을 이용하는 것이 적합할 수 있다. 따라서 이하에서는 광원은 단파장의 청색 광을 방출하는 청색 LED, 청색 레이저 등이 이용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 청색 광을 조사하는 경우, 청색 컬러 필터(117b)에는 입사되는 청색 광의 컬러 변환이 필요하지 않으며, 산란체가 주입되어 입사되는 청색 광을 산란시킬 수 있다. 이때, 이산화 티타늄(TiO2), 이산화 규소(SiO2) 등이 산란체로 이용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예에 따른 적색, 녹색 및 청색 컬러 필터(117r, 117g, 117b)에는 형광체 또는 산란체가 포함되어, 경사 패턴(58)에 따라 굴절된 광을 산란시킴으로써, 영상의 해상도를 높일 수 있다.
이에 반해, 투명 컬러 필터(117w)로 유입되는 광은 사용자에게 영향을 미치지 않아야만, 사용자는 백색 서브 화소(W)를 통해 액정 디스플레이 패널(20)의 후방에 위치한 사물을 인식할 수 있다. 따라서, 투명 컬러 필터(117w)는 도 10에 도시된 바와 같이 도광판(53)으로부터 유입된 광을 그대로 투과시켜, 사용자에게 영향을 미치지 않는 영역으로 출광되도록 한다. 이를 위해, 투명 컬러 필터(117w)의 내부는 비어 있거나 또는 광의 경로를 변화시키지 않으면서 투명도가 높은 물질로 채워질 수 있다. 이에 따라, 투명 컬러 필터(117w)로부터 투과된 광은 홀 패턴(HP, 도 11)을 거쳐 액정 디스플레이 패널(20)의 정면을 기준으로 상향 또는 하향 방향으로 방출될 수 있다.
예를 들어, 도 12를 참조하면, 편광판(53)을 통해 반사된 광은 액정 디스플레이 패널(20)로 유입된다. 이때, 액정 디스플레이 패널(20) 상의 화소를 구성하는 적색 서브 화소(R), 및 녹색 서브 화소(G)에서는 유입된 광이 컬러 변환 및 산란되어 투과된다. 또한, 액정 디스플레이 패널(20) 상의 화소를 구성하는 청색 서브 화소(B)에서는 유입된 광이 산란되어 투과된다. 그러면, 제2 편광판(119)의 편광 패턴(GP)은 적색 서브 화소(R), 녹색 서브 화소(G), 및 청색 서브 화소(B)에서 투과된 광을 편광시켜 출광시킴으로써, 영상의 해상도를 보존할 수 있다.
반면에, 액정 디스플레이 패널(20) 상의 화소를 구성하는 백색 서브 화소(W)에서는 유입된 광을 그대로 투과시킨다. 그러면, 제2 편광판(119)의 홀 패턴(HP)은 투과된 광을 그대로 출광하여 사용자에게 영향을 미치지 않는 영역으로 보낸다. 이로 인해, 사용자는 백색 서브 화소(W)를 통해 디스플레이 장치(1)의 후방을 파악할 수 있다.
한편, 디스플레이 장치(1)에는 제어부(170a)가 마련될 수 있다. 제어부(170a)는 도 4에 도시된 바와 같이 프로세서(171a), 및 메모리(175a)를 포함한다.
메모리(175a)는 디스플레이 장치(1)의 동작을 제어하기 위한 제어 프로그램 및 제어 데이터를 기억할 수 있으며, 입력부(110)를 통하여 입력 받은 제어 명령 또는 프로세서(171a)가 출력하는 제어 신호를 임시로 기억할 수 있다. 이에 따라, 프로세서(171a)는 메모리(175a)에 기억된 제어 프로그램에 따라 각종 데이터를 처리할 수 있다.
뿐만 아니라, 메모리(175a)에는 백색 서브 화소(W)의 총합 면적과, 적색 서브 화소 소(R), 녹색 서브 화소(G) 및 청색 서브 화소(B)의 총합 면적 간의 비율에 관한 데이터가 저장될 수 있다.
프로세서(171a)는 디스플레이 장치(1)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 프로세서(171a)는 디스플레이 장치(1)의 구성 요소들을 제어하기 위한 제어 신호를 생성하여 각 구성 요소의 동작을 제어할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(171a)는 제어 신호를 통해 통신부(140)를 제어함으로써, 외부 기기와 데이터가 포함된 신호를 주고 받을 수 있다. 또 다른 일 실시예로, 프로세서(171a)는 입력부(110)를 통해 입력 받은 음향 조절 명령에 따라 음향 출력부(130)에 제어 신호를 전달하여, 스피커(131)를 통해 출력되는 음향의 크기가 조절되도록 할 수 있다.
또 다른 예로, 프로세서(171a)는 컨텐츠 수신부(120)로부터 수신한 컨텐츠에 영상 처리를 수행하도록 영상 처리부(150)를 제어하고, 영상 처리된 영상을 표시하도록 표시부(160)를 제어할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 프로세서(171a)는 제어 신호를 통해 영상 처리부(160)를 제어하여, 컨텐츠 수신부(120)로부터 수신한 컨텐츠의 영상 데이터로부터 컬러 데이터 및 영상 제어신호를 획득하도록 제어할 수 있다. 또한, 프로세서(171a)는 제어 신호를 통해 영상 처리부(150)와 표시부(160)를 제어하여, 획득한 컬러 데이터 및 영상 제어 신호를 기초로 액정 디스플레이 패널(20) 상에 영상 데이터가 표시되도록 한다. 구체적으로, 프로세서(171a)는 획득한 컬러 데이터 및 영상 제어 신호를 기초로 제어 신호를 통해 공통 전극(116), 화소 전극(114) 등을 제어하여 영상을 표시할 수 있다.
이때, 프로세서(171a)는 백색 서브 화소(W)의 면적과, 적색 서브 화소 소(R), 녹색 서브 화소(G) 및 청색 서브 화소(B)를 포함하는 총 면적 간의 비율을 기초로 구동 전원, 즉 화소 전극(114)에 인가되는 구동 전압을 제어하여 백 라이트 유닛(50)에서 조사된 빛이 통과 또는 반사되는 양을 변경할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(171a)는 백색 서브 화소(W)의 면적이 적색 서브 화소 소(R), 상기 녹색 서브 화소(G) 및 청색 서브 화소(B) 총 면적의 80%인 경우일 때보다 100%일 때 구동 전원을 더 크게 설정할 수 있다. 즉, 백색 서브 화소(W)의 면적이 적색 서브 화소(R), 녹색 서브 화소(G) 및 청색 서브 화소(B) 총면적 보다 커질수록, 프로세서(171a)는 구동 전원을 상대적으로 크게 설정함으로써, 영상의 해상도가 떨어지는 것을 방지할 수 있다. 이때, 백색 서브 화소(W)의 면적과, 적색 서브 화소(R), 녹색 서브 화소(G) 및 청색 서브 화소(B)를 포함하는 총 면적 간의 비율에 관한 데이터는 메모리(175a)에 기 저장될 수 있다.
또 다른 예로, 프로세서(171a)는 제어 신호를 통해 액정 디스플레이 패널(20), 및 백 라이트 유닛(50)을 구동시키기 위한 구동 전압의 인가를 제어함으로써, 영상 시청 모드 및 투명 모드 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.
액정 디스플레이 패널(20)의 액정층(115, 도 5)에 마련된 액정 물질을 통과하거나 또는 반사되는 광의 양은 인가되는 구동 전압과 관련성이 있다. 구체적으로, 화소 전극(114, 도 5)에 인가되는 전압에 따라 백 라이트 유닛(50)에서 조사된 빛이 통과 또는 반사되는 양이 변경될 수 있다.
예를 들어, 프로세서(171a)가 제어 신호를 통해 구동 전압의 인가를 중단하면, 액정 디스플레이 패널(20) 상의 액정층(115)은 불투명하게 되어, 액정 디스플레이 패널(20) 상에 어떠한 영상도 표시되지 않으며, 이로 인해 사용자는 백색 서브 화소(W)를 통해 액정 디스플레이 패널(20)의 후방에 위치한 사물을 인지할 수 없다.
또 다른 일 실시예로, 프로세서(171a)는 제어 신호를 통해 액정 디스플레이 패널(20)에는 구동 전원을 인가하고, 및 백 라이트 유닛(50)에는 구동 전원의 인가를 중단할 수 있다. 이 경우, 백 라이트 유닛(50)으로는 구동 전원이 인가되지 않아 액정 디스플레이 패널(20) 상에는 어떠한 영상도 표시되지 않으나, 액정 디스플레이 패널(20) 상의 액정층(115)은 불투명하지 않기 때문에 사용자는 액정 디스플레이 패널(20)의 후방에 위치한 사물을 인지할 수 있게 된다.
일반적으로 액정 디스플레이 패널(20)은 구동전원이 인가되지 않은 경우, 불투명한 상태가 되어, 액정 디스플레이 패널(20)이 위치한 환경의 미관을 해치는 단점이 있다. 이때, 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)는 전술한 바와 같이 투명도가 높아져 디스플레이 장치(1)가 위치한 환경의 미관을 개선시키는 장점이 있다.
또 다른 일 실시예로, 프로세서(171a)는 제어 신호를 통해 액정 디스플레이 패널(20) 및 백 라이트 유닛(50)에 구동 전원을 인가할 수 있다. 이 경우, 사용자는 액정 디스플레이 패널(20)을 통해 영상을 시청함과 동시에, 액정 디스플레이 패널(20)의 후방에 위치한 사물도 인지할 수 있다.
이상에서는 프로세서(171a)와 메모리(175a)를 별도로 설명하였으나, 프로세서(171a)와 메모리(175a)가 별개의 칩으로 마련되는 것에 한정되는 것은 아니며, 프로세서(171a)와 메모리(175a)가 단일의 칩으로 마련될 수 있다.
또한, 도 13을 참조하면, 영상 처리부(150)의 구성요소 중 일부 또는 전부는 제어부(170b)에 포함될 수 있다. 즉, 제어부(170b)가 전술한 도 4의 영상 처리부(150)의 동작을 통합 수행하거나 또는 부분적으로 수행할 수 있으며, 제한은 없다. 예를 들어, 제어부(170b)의 메모리(175b, 도 13)에는 그래픽 메모리(155, 도 4)에 저장된 데이터가 통합 저장될 수 있으며, 제어부(170b)의 프로세서(171b)는 그래픽 프로세서(151, 도 4)가 수행하던 동작을 통합 수행할 수 있다. 전술한 동작들의 수행주체가 영상 처리부(150) 에서 제어부(170b)로 바뀐 것일 뿐이고 동작은 동일한바, 구체적인 설명은 생략하도록 한다. 이하에서는 디스플레이 장치의 동작 흐름에 대해 간단하게 설명하도록 한다.
도 14는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 동작 흐름을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
디스플레이 장치는 광원을 통해 미리 설정된 수준 이하의 파장을 갖는 광을 조사할 수 있다(400). 전술한 바와 같이 실시예에 따른 디스플레이 장치의 컬러 필터에는 도광판의 경사 패턴에 의해 굴절된 광을 보상하기 위해 형광체가 주입될 수 있는 바, 단파장의 광으로써, 예를 들어 청색 광을 조사할 수 있다(400).
이에 따라, 광원으로부터 조사된 광은 도광판으로 유입되며(410), 도광판에는 경사 패턴이 마련되어 있어, 디스플레이 장치는 광원의 광축의 수직 방향을 기준으로 좌향 방향 또는 우향 방향으로 광을 출광시킬 수 있다. 이에 따라, 도광판으로부터 출광된 광은 액정층을 거쳐 화소로 유입될 수 있다. 이때, 화소에 마련된 컬러 필터에는 형광체, 또는 산란체 중 어느 하나가 포함되어, 컬러 변환 및 산란 중 적어도 하나가 수행될 수 있다. 이에 관한 구체적인 설명은 전술하였으므로 생략하도록 한다.
디스플레이 장치는 도광판으로부터 출광된 광이 적색 서브 화소, 녹색 서브 화소, 청색 서브 화소 뿐만 아니라, 백색 서브 화소를 각각 포함하는 복수의 화소를 통해 방출함으로써, 투명 모드 및 영상 표시를 수행할 수 있다.
여기서, 투명 모드라 함은 영상 표시와 관계 없이, 액정 디스플레이 패널(20)의 투명도를 높여 사용자가 액정 디스플레이 패널(20)의 후방에 위치한 사물을 인지할 수 있는 상태로 디스플레이 장치(1)를 제어하는 모드를 의미한다.
예를 들어, 디스플레이 장치는 백 라이트 유닛 및 디스플레이 패널로 인가되는 구동 전원을 제어하여 투명 모드와 영상 표시 모드 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.
전술한 바와 같이 광원으로부터 조사된 광 중에서 백색 서브 화소를 통해 방출된 광은 사용자에게 영향을 미치지 않으며, 이로 인해 사용자는 백색 서브 화소를 이용하여 액정 디스플레이 패널의 후방에 위치한 사물을 인지할 수 있다.
따라서, 디스플레이 장치는 액정 디스플레이 패널에 인가되는 구동 전원을 제어하여 액정 디스플레이 패널이 불투명한 상태가 아니게 만들면, 영상 표시 모드 및 투명 모드 중 적어도 하나를 제공할 수 있다. 이때, 디스플레이 장치가 백 라이트 유닛에 구동 전원을 인가하는 지 여부에 따라 액정 디스플레이 패널 상에서 투명 모드와 함께 영상이 표시되는지 여부가 결정될 수 있다.
한편, 영상이 표시되지 않는 상태에서도 투명 모드를 실행할지 여부는 기 설정되거나 또는 사용자가 입력부(110, 도 4)를 통해 설정할 수 있다. 예를 들어, 입력부(110, 도 4)의 버튼 그룹(BG, 도 4) 또는 원격 컨트롤러에는 투명 모드의 실행과 관련된 제어 명령을 입력 받는 버튼이 마련될 수 있다. 이에 따라, 사용자는 입력부(110, 도 4)의 버튼 그룹(BG, 도 4) 또는 원격 컨트롤러를 통해 투명 모드의 실행에 관한 제어 명령을 입력 할 수 있다.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 예에 불과할 뿐이며, 본 출원의 출원시점에 있어서 본 명세서의 실시예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.
또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 개시된 발명을 제한 및/또는 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는다.
또한, 본 명세서에서 사용한 "제1", "제2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
또한, 본 명세서 전체에서 사용되는 "~부(unit)", "~기", "~블록(block)", "~부재(member)", "~모듈(module)" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미할 수 있다. 예를 들어, 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어를 의미할 수 있다. 그러나, "~부", "~기", "~블록", "~부재", "~모듈" 등이 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니며, "~부", "~기", "~블록", "~부재", "~모듈" 등은 접근할 수 있는 저장 매체에 저장되고 하나 또는 그 이상의 프로세서에 의하여 수행되는 구성일 수 있다.
1: 디스플레이 장치, 10: 본체, 20: 디스플레이 패널

Claims (17)

  1. 미리 설정된 수준 이하의 파장을 갖는 광을 조사하는 광원;
    상기 광원으로부터 조사된 광이 상기 광원의 광축에 수직 방향을 기준으로 좌향 방향으로 출광되거나 또는 우향 방향으로 출광되도록 경사 패턴이 마련된 도광판; 및
    상기 도광판으로부터 출광된 광을 투과시키는 백색 서브 화소를 각각 포함하는 복수의 화소로 구성된 디스플레이 패널;
    을 포함하는 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 화소 각각에 포함된 백색 서브 화소에 대응되는 영역에는 홀(hole) 패턴이 위치하고, 상기 복수의 화소에 포함된 적어도 하나의 다른 서브 화소에 대응되는 영역에는 편광 패턴이 위치하도록 구현된 편광판;
    을 더 포함하는 디스플레이 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 광원은, 청색 광을 조사하는 디스플레이 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널은,
    형광체 및 산란체 중 어느 하나가 주입된 적어도 하나의 컬러 필터를 포함하는 디스플레이 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널은,
    제1 형광체가 주입되어 상기 광원으로부터 조사된 청색 광을 적색 광으로 변환하여 산란시키는 적색 컬러 필터, 및 제2 형광체가 주입되어 상기 광원으로부터 조사된 청색 광을 녹색 광으로 변환하여 산란시키는 녹색 컬러 필터, 및 산란체가 주입되어 상기 광원으로부터 조사된 청색 광을 산란시키는 청색 컬러 필터를 포함하는 디스플레이 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널에 마련된 백색 서브 화소는,
    상기 도광판을 통해 출광된 광을 투과시키는 디스플레이 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 화소 각각은, 상기 백색 서브 화소와, 적색 서브 화소, 녹색 서브 화소, 및 청색 서브 화소를 포함하고,
    디스플레이 장치 내의 구성요소에 대한 전반적인 동작을 제어하는 제어부;
    를 더 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 복수의 화소 각각에서 상기 백색 서브 화소의 면적과, 상기 적색 서브 화소, 상기 녹색 서브 화소, 및 상기 청색 서브 화소의 총합 면적 간의 비율을 기초로 상기 적색 서브 화소, 녹색 서브 화소, 및 청색 서브 화소 중 적어도 하나로 인가되는 구동 전압을 제어하는 디스플레이 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 화소 각각은, 상기 백색 서브 화소와 적색 서브 화소, 녹색 서브 화소, 및 청색 서브 화소를 포함하고,
    상기 백색 서브 화소의 면적과, 상기 적색 서브 화소, 상기 녹색 서브 화소 및 청색 서브 화소를 포함하는 총합 면적 간의 비율은 미리 설정되는 디스플레이 장치.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 편광판에서 홀 패턴이 마련된 영역의 총합 면적과, 상기 디스플레이 패널 상에서 백색 서브 화소가 마련된 영역의 총합 면적 간의 비율은 미리 설정되는 디스플레이 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    디스플레이 장치 내의 구성요소에 대한 전반적인 동작을 제어하는 제어부;
    를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 광원 및 상기 디스플레이 패널 중 적어도 하나의 구동을 제어하여 투명 모드를 실행하는 디스플레이 장치.
  11. 미리 설정된 수준 이하의 파장을 갖는 광을 조사하는 광원;
    상기 광원으로부터 조사된 광을 투과시키는 백색 서브 화소를 각각 포함하는 복수의 화소로 구성된 디스플레이 패널; 및
    상기 광원 및 상기 디스플레이 패널 중 적어도 하나로 인가되는 구동 전원을 제어하여 영상 데이터의 표시 및 투명 모드의 실행 중 적어도 하나를 제어하는 제어부;
    를 포함하는 디스플레이 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 화소 각각에 포함된 백색 서브 화소에 대응되는 영역에는 홀(hole) 패턴이 위치하고, 상기 복수의 화소에 포함된 적어도 하나의 다른 서브 화소에 대응되는 영역에는 편광 패턴이 위치하도록 구현된 편광판;
    을 더 포함하는 디스플레이 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널은,
    형광체 및 산란체 중 어느 하나가 주입된 적어도 하나의 컬러 필터를 포함하는 디스플레이 장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 광원은, 청색 광을 조사하고,
    상기 디스플레이 패널은,
    제1 형광체가 주입되어 상기 광원으로부터 조사된 청색 광을 적색 광으로 변환하여 산란시키는 적색 컬러 필터, 및 제2 형광체가 주입되어 상기 광원으로부터 조사된 청색 광을 녹색 광으로 변환하여 산란시키는 녹색 컬러 필터, 및 산란체가 주입되어 상기 광원으로부터 조사된 청색 광을 산란시키는 청색 컬러 필터를 포함하는 디스플레이 장치.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 화소 각각은, 상기 백색 서브 화소와, 적색 서브 화소, 녹색 서브 화소, 및 청색 서브 화소를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 복수의 화소 각각에서 상기 백색 서브 화소의 면적과, 상기 적색 서브 화소, 상기 녹색 서브 화소, 및 상기 청색 서브 화소의 총합 면적 간의 비율을 기초로 상기 적색 서브 화소, 녹색 서브 화소, 및 청색 서브 화소 중 적어도 하나로 인가되는 구동 전압을 제어하는 디스플레이 장치.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 화소 각각은, 상기 백색 서브 화소와 적색 서브 화소, 녹색 서브 화소, 및 청색 서브 화소를 포함하고,
    상기 백색 서브 화소의 면적과, 상기 적색 서브 화소, 상기 녹색 서브 화소 및 청색 서브 화소를 포함하는 총합 면적 간의 비율은 미리 설정되는 디스플레이 장치.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 편광판에서 홀 패턴이 마련된 영역의 총합 면적과, 상기 디스플레이 패널 상에서 백색 서브 화소가 마련된 영역의 총합 면적 간의 비율은 미리 설정되는 디스플레이 장치.
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