KR20230125595A

KR20230125595A - 디스플레이 모듈 및 디스플레이 디바이스

Info

Publication number: KR20230125595A
Application number: KR1020220022380A
Authority: KR
Inventors: 우귀도; 안정남
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2022-02-21
Filing date: 2022-02-21
Publication date: 2023-08-29
Also published as: WO2023158003A1

Abstract

발광부와 투광부로 구성된 복수개의 픽셀이 어레이를 이루며 배치된 제1 패널; 및 상기 제1 패널의 배면에 위치하며 상기 복수개의 픽셀 각각에 대응하는 복수개의 차광셔터를 포함하는 제2 패널을 포함하며, 상기 차광셔터는, 제1 두께를 가지는는 확산부; 및 상기 확산부의 일측에 위치하며 상기 제1 두께보다 두꺼운 제2 두께를 가지는 포집부; 상기 확산부와 포집부에 위치하는 투명전극; 및상기 확산부 및 상기 포집부 내에 위치하며 서로 섞이지 않는 제1 유체와 제2 유체를 포함하고, 상기 제1 유체는 상기 투명전극에 인가되는 전압에 따라 확산부 또는 상기 포집부 사이를 이동하며, 상기 제1 유체 및 상기 제2 유체 중 하나는 투명하고 다른 하나는 불투명한 디스플레이 모듈에 관한 것이다.

Description

디스플레이 모듈 및 디스플레이 디바이스{DISPLAY MODULE AND DISPLAY DEVICE}

본 발명은 투과도를 제어할 수 있는 디스플레이 모듈 및 이를 포함하는 디스플레이 디바이스에 관한 것이다.

정보화 사회가 발전함에 따라 디스플레이 디바이스에 대한 요구도 다양한 형태로 증가하고 있으며, 이에 부응하여 근래에는 디스플레이 디바이스는 액정 디스플레이 디바이스(Liquid Crystal Display: LCD), 전계 방출 디스플레이 디바이스(Field Emission Display: FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel: PDP) 및 전계발광소자(Electroluminescence Device) 등이 있다.

액정 디스플레이 디바이스의 액정 패널은 액정층 및 액정층을 사이에 두고 서로 대향하는 TFT기판 및 컬러 필터 기판을 포함하며, 백라이트 유닛으로부터 제공되는 광을 사용하여 화상을 표시할 수 있다.

전계발광소자(Electroluminescence Device)의 일 예로, 액티브 매트릭스 타입의 유기 발광 디스플레이 디바이스가 시판되고 있다. 유기 발광 디스플레이 디바이스는 자발광 소자이기 때문에 액정디스플레이 디바이스에 비하여 백라이트가 없고 응답 속도, 시야각 등에서 장점이 있어 차세대 디스플레이로 주목 받고 있다.

최근에 OLED와 같은 소재는 배면의 백라이트 구조가 없이 자체 발광하기 때문에 휘어지는 표시패널을 구현할 수 있어 곡면의 디스플레이 디바이스를 구현할 수 있다.

최근 옥외 광고용 간판이나 포스터와 같이 하드웨어 매체가 아닌 디스플레이 디바이스를 통해 각종 콘텐츠와 메시지를 제공하는 디스플레이 디바이스가 이용되고 있다. 최근 LED 및 OLED등을 기반으로 하는 지능형 디지털 영상장치의 급속한 발전으로 대형 디스플레이 디바이스에 대한 니즈가 있다.

대형 디스플레이의 대표적인 예로 디지털 사이니지(Digital Signage)를 들 수 있으며, 기업들의 마케팅, 광고, 트레이닝 효과, 및 고객 경험을 유도할 수 있는 커뮤티케이션 툴(communication tool)로 공항, 호텔, 병원, 지하철역 등의 공공 장소에서 방송 프로그램뿐만 아니라 특정 정보를 제공하는 디스플레이 디바이스이다.

특히 대형 디스플레이 디바이스를 구현하기 위해 표시패널을 격자형으로 배열하여 구현한 비디오 월(video wall)은 전시장이나 행사장과 같은 넓은 장소에서 대형화면이 필요하거나 옥외 광고를 위한 목적으로 많이 이용된다.

또한, 유기발광 다이오드는 자체 발광하므로 투명한 디스플레이를 구현할 수 있으며 투명 디스플레이를 이용하여 유리창 등에 대형 디스플레이를 적용할 수 있다. 외부 빛의 유입을 허용하면서 동시에 디스플레이로 활용할 수 있는 장점이 있어, 대형 유리창의 커튼월 구조의 건물에 설치되고 있다.

다만, 투명한 디스플레이 디바이스는 일반적인 디스플레이와 달리 배면 방향으로 빛을 반사하는 구조가 없고 배면에서 유입되는 광이 전면 방향으로 출사되어 가시성이 떨어지는 문제가 있다.

본 발명은 가시성이 개선된 투명 디스플레이 디바이스를 제공하는 것을 목적으로 한다. 보다 구체적으로 투과도를 변경할 수 있는 투명 디스플레이 디바이스를 제공하는 것을 목적으로 한다.

발광부와 투광부로 구성된 복수개의 픽셀이 어레이를 이루며 배치된 제1 패널; 및 상기 제1 패널의 배면에 위치하며 상기 복수개의 픽셀 각각에 대응하는 복수개의 차광셔터를 포함하는 제2 패널을 포함하며, 상기 차광셔터는, 제1 두께를 가지는는 확산부; 및 상기 확산부의 일측에 위치하며 상기 제1 두께보다 두꺼운 제2 두께를 가지는 포집부; 상기 확산부와 포집부에 위치하는 투명전극; 및상기 확산부 및 상기 포집부 내에 위치하며 서로 섞이지 않는 제1 유체와 제2 유체를 포함하고, 상기 제1 유체는 상기 투명전극에 인가되는 전압에 따라 확산부 또는 상기 포집부 사이를 이동하며, 상기 제1 유체 및 상기 제2 유체 중 하나는 투명하고 다른 하나는 불투명한 디스플레이 모듈을 제공한다.

상기 제1 유체는 불투명하며, 상기 투명전극에 전원이 인가되면 상기 확산부로 퍼져 상기 제2 패널을 불투명하게 전환하고, 상기 투명전극에 전원이 인가되지 않으면 상기 확산부에서 상기 포집부로 이동할 수 있다.

상기 제1 유체는 투명하며, 상기 투명전극에 전원이 인가되지 않으면 상기 확산부에서 상기 포집부로 이동하여 상기 제2 패널을 불투명하게 전환할 수 있다.

상기 제1 유체는 극성유체이고, 상기 제2 유체는 무극성 유체일 수 있다.

상기 확산부로 퍼지는 상기 제1 유체의 범위는 상기 투명전극에 인가되는 전압의 크기에 따라 상이할 수 있다.

상기 투명전극은, 상기 확산부에 위치하는 제1 투명전극과 상기 포집부에 위치하는 제2 투명전극을 포함하며, 전원이 인가되면 상기 제1 투명전극과 상기 제2 투명전극 사이에 전위차가 발생할 수 있다.

상기 포집부는 상기 발광부와 중첩배치되며 상기 발광부보다 작을 수 있다.

상기 확산부와 상기 포집부는 상기 투명전극을 커버하는 소수성 절연층을 포함할 수 있다.

상기 확산부에 형성된 상기 소수성 절연층은 표면에 요철을 포함할 수 있다.

상기 차광셔터는 상기 제1 유체가 상기 확산부 내에 위치하도록 상기 확산부의 둘레 위치하는 격벽부를 포함할 수 있다.

상기 제1 패널은 단부에 상기 발광부에 제어신호를 전달하는 측면배선을 포함하고, 상기 제2 패널은 상기 측면배선에 대응되는 위치에 상기 차광셔터를 생략할 수 있다.

상기 발광부는 적색, 청색, 녹색의 컬러필터, 유기발광 다이오드 및 TFT를 포함할 수 있다.

발광부와 투광부로 구성된 복수개의 픽셀이 어레이를 이루며 배치된 제1 패널; 상기 제1 패널의 배면에 위치하며 상기 픽셀 각각에 대응하는 복수개의 차광셔터를 포함하는 제2 패널; 및 상기 제1 패널의 발광부를 제어하여 영상을 출력하고, 상기 제2 패널의 차광셔터를 제어하여 명암비를 조절하는 제어부를 포함하며, 상기 차광셔터는, 제1 두께를 가지는는 확산부; 상기 확산부의 일측에 위치하며 상기 제1 두께보다 두꺼운 제2 두께를 가지는 포집부; 상기 확산부와 포집부에 위치하는 투명전극; 및 상기 확산부 및 상기 포집부 내에 위치하며 서로 섞이지 않는 제1 유체와 제2 유체를 포함하고, 상기 제1 유체 및 상기 제2 유체 중 하나는 투명하고 다른 하나는 불투명하며, 상기 제어부는, 상기 투명전극에 전원을 인가하여 상기 제1 유체를 상기 포집부에서 상기 확산부로 이동시키는 것을 특징으로 하는 디스플레이 디바이스를 제공한다.

본 발명의 디스플레이 디바이스는 투명도를 조절할 수 있어 상황에 따라 다른 디스플레이 효과를 연출할 수 있다.

또한, 투명도의 전환 시간을 단축할 수 있고 투과율의 변화폭을 극대화 가능한 장점이 있다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 디스플레이 디바이스의 각 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 디스플레이 디바이스의 일 예를 도시한 도면이다.
도 3은 종래의 디스플레이 디바이스의 명도조절을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 디스플레이 모듈의 제1 패널과 제2 패널을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 디스플레이 모듈의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 투명 디스플레이 모듈의 제1 패널의 각 픽셀의 다양한 실시예를 도시한 도면이다.
도 7은 일렉트로웨팅(electrowetting) 기술을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 디스플레이 모듈의 제2 패널의 차광셔터의 제1 기판을 도시한 사시도이다.
도 9는 차광셔터의 제1 실시예를 도시한 단면도이다.
도 10은 차광셔터의 제1 실시예를 도시한 평면도이다.
도 11는 차광셔터의 제2 실시예를 도시한 단면도이다.
도 12은 차광셔터의 제2 실시예를 도시한 평면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 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. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함한다" 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 않는 것으로 이해되어야 한다.

한편, 본 명세서에서 기술되는 영상표시기기는, 예컨대 방송 수신 기능에 컴퓨터 지원 기능을 추가한 지능형 영상표시기기로서, 방송 수신 기능에 충실하면서도 인터넷 기능 등이 추가되어, 수기 방식의 입력 장치, 터치 스크린 또는 공간 리모콘 등 보다 사용에 편리한 인터페이스를 갖출 수 있다. 그리고, 유선 또는 무선 인터넷 기능의 지원으로 인터넷 및 컴퓨터에 접속되어, 이메일, 웹브라우징, 뱅킹 또는 게임 등의 기능도 수행가능하다. 이러한 다양한 기능을 위해 표준화된 범용 OS가 사용될 수 있다.

따라서, 본 발명에서 기술되는 영상표시기기는, 예를 들어 범용의 OS 커널 상에, 다양한 애플리케이션이 자유롭게 추가되거나 삭제 가능하므로, 사용자 친화적인 다양한 기능이 수행될 수 있다. 상기 영상표시기기는, 보다 구체적으로 예를 들면, 네트워크 TV, HBBTV, 스마트 TV 등이 될 수 있으며, 경우에 따라 스마트폰에도 적용 가능하다.

도 1은 디스플레이 디바이스(100)의 각 구성을 설명하기 위한 블록도이다. 디스플레이 디바이스(100)는 방송 수신부(110), 외부장치 인터페이스부(171), 네트워크 인터페이스부(172), 저장부(140), 사용자입력 인터페이스부(173), 입력부(130), 제어부(180), 디스플레이(150), 오디오 출력부(160) 및/또는 전원 공급부(190)를 포함할 수 있다.

방송 수신부(110)는 튜너부(111) 및 복조부(112)를 포함할 수 있다.

한편, 디스플레이 디바이스(100)는 도면과 달리, 방송 수신부(110), 외부장치 인터페이스부(171) 및 네트워크 인터페이스부(172) 중, 외부장치 인터페이스부(171)와 네트워크 인터페이스부(172)만을 포함하는 것도 가능하다. 즉, 디스플레이 디바이스(100)는 방송 수신부(110)를 포함하지 않을 수도 있다.

튜너부(111)는 안테나(미도시) 또는 케이블(미도시)를 통해 수신되는 방송 신호 중 사용자에 의해 선택된 채널 또는 기 저장된 모든 채널에 해당하는 방송 신호를 선택할 수 있다. 튜너부(111)는 선택된 방송 신호를 중간 주파수 신호 혹은 베이스 밴드 영상 또는 음성신호로 변환할 수 있다.

예를 들면, 튜너부(111)는 선택된 방송 신호가 디지털 방송 신호이면 디지털 IF 신호(DIF)로 변환하고, 아날로그 방송 신호이면 아날로그 베이스 밴드 영상 또는 음성 신호(CVBS/SIF)로 변환할 수 있다. 즉, 튜너부(111)는 디지털 방송 신호 또는 아날로그 방송 신호를 처리할 수 있다. 튜너부(111)에서 출력되는 아날로그 베이스 밴드 영상 또는 음성 신호(CVBS/SIF)는 제어부(180)로 직접 입력될 수 있다.

한편, 튜너부(111)는 수신되는 방송 신호 중 채널 기억 기능을 통하여 저장된 모든 방송 채널의 방송 신호를 순차적으로 선택하여, 이를 중간 주파수 신호 혹은 베이스 밴드 영상 또는 음성 신호로 변환할 수 있다.

한편, 튜너부(111)는 복수 채널의 방송 신호를 수신하기 위해, 복수의 튜너를 구비하는 것이 가능하다. 또는, 복수 채널의 방송 신호를 동시에 수신하는 단일 튜너도 가능하다.

복조부(112)는 튜너부(111)에서 변환된 디지털 IF 신호(DIF)를 수신하여 복조 동작을 수행할 수 있다. 복조부(112)는 복조 및 채널 복호화를 수행한 후 스트림 신호(TS)를 출력할 수 있다. 이때 스트림 신호는 영상신호, 음성 신호 또는 데이터 신호가 다중화된 신호일 수 있다.

복조부(112)에서 출력한 스트림 신호는 제어부(180)로 입력될 수 있다. 제어부(180)는 역다중화, 영상/음성 신호 처리 등을 수행한 후, 디스플레이(150)를 통해 영상을 출력하고, 오디오 출력부(160)를 통해 음성을 출력할 수 있다.

센싱부(120)는 디스플레이 디바이스(100) 내의 변화를 감지하거나 외부의 변화를 감지하는 장치를 의미한다. 예를 들여 근접센서(proximity sensor), 조도 센서(illumination sensor), 터치 센서(touch sensor), 적외선 센서(IR 센서: infrared sensor), 초음파 센서(ultrasonic sensor), 광 센서(optical sensor, 예를 들어, 카메라), 음성센서(예를 들어, 마이크로폰), 배터리 게이지(battery gauge), 환경 센서(예를 들어, 습도계, 온도계 등), 적어도 하나를 포함할 수 있다.

제어부(180)는 센싱부(120)에서 수집한 정보를 기초로 디스플레이 디바이스(100)의 상태를 점검하고 문제가 발생시 이를 사용자에게 알려주거나 자체적으로 조정하여 최상의 상태를 유지하도록 제어할 수 있다.

또한, 디스플레이 모듈(180)에 제공되는 영상의 컨텐츠, 화질, 사이즈 등을 센싱부에서 감지한 시청자나, 주변의 조도 등에 따라 다르게 제어하여 최적의 시청환경을 제공할 수 있다. 스마트 TV가 진보해감에 따라 디스플레이 디바이스에 탑재된 기능이 많아지고 센싱부(20) 또한 그와 함께 증가하고 있다.

입력부(130)는 디스플레이 디바이스(100)의 본체의 일측에 구비될 수 있다. 예를 들면, 입력부(130)는 터치 패드, 물리적 버튼 등을 포함할 수 있다. 입력부(130)는 디스플레이 디바이스(100)의 동작과 관련된 각종 사용자 명령을 수신할 수 있고, 입력된 명령에 대응하는 제어 신호를 제어부(180)에 전달할 수 있다.

최근에는 디스플레이 디바이스(100)의 베젤의 크기가 작아지면서 자체에 외부로 노출된 물리적 형태의 버튼 형태의 입력부(130)는 최소화한 형태의 디스플레이 디바이스(100)가 많아지고 있다. 대신에 배면이나 측면에 최소의 물리적 버튼이 위치하고 터치패드나 후술할 사용자입력 인터페이스부(173)을 통해 원격 제어장치(200)를 통해 사용자 입력을 수신할 수 있다.

저장부(140)는 제어부(180) 내의 각 신호 처리 및 제어를 위한 프로그램이 저장될 수도 있고, 신호 처리된 영상, 음성 또는 데이터 신호를 저장할 수도 있다. 예를 들면, 저장부(140)는 제어부(180)에 의해 처리 가능한 다양한 작업들을 수행하기 위한 목적으로 설계된 응용 프로그램들을 저장하고, 제어부(180)의 요청 시, 저장된 응용 프로그램들 중 일부를 선택적으로 제공할 수 있다.

저장부(140)에 저장되는 프로그램 등은, 제어부(180)에 의해 실행될 수 있는 것이라면 특별히 한정하지 않는다. 저장부(140)는 외부장치 인터페이스부(171)를 통해 외부장치로부터 수신되는 영상, 음성 또는 데이터 신호의 임시 저장을 위한 기능을 수행할 수도 있다. 저장부(140)는 채널 맵 등의 채널 기억 기능을 통하여, 소정 방송 채널에 관한 정보를 저장할 수 있다.

도 1의 저장부(140)가 제어부(180)와 별도로 구비된 실시예를 도시하고 있으나, 본 발명의 범위는 이에 한정되지 않으며, 제어부(180) 내에 저장부(140)가 포함될 수도 있다.

저장부(140)는 휘발성 메모리(예: DRAM, SRAM, SDRAM 등)나, 비휘발성 메모리(예: 플래시 메모리(Flash memory), 하드 디스크 드라이브(Hard disk drive; HDD), 솔리드 스테이트 드라이브(Solid-state drive; SSD) 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

디스플레이 모듈(150)은 제어부(180)에서 처리된 영상신호, 데이터 신호, OSD 신호, 제어 신호 또는 인터페이스부(171)로부터 수신되는 영상신호, 데이터 신호, 제어 신호 등을 변환하여 구동 신호를 생성할 수 있다. 디스플레이(150)는 복수의 픽셀을 구비하는 디스플레이 패널(181)를 포함할 수 있다.

디스플레이 패널에 구비된 복수의 픽셀은, RGB의 서브 픽셀을 구비할 수 있다. 또는, 디스플레이 패널에 구비된 복수의 픽셀은, RGBW의 서브 픽셀을 구비할 수도 있다. 디스플레이(150)는 제어부(180)에서 처리된 영상신호, 데이터 신호, OSD 신호, 제어 신호 등을 변환하여, 복수의 픽셀에 대한 구동 신호를 생성할 수 있다.

디스플레이(150)는 PDP(Plasma Display Panel), LCD(Liquid Crystal Display), OLED(Organic Light Emitting Diode), 플렉서블 디스플레이(flexible display)등이 가능하며, 또한, 3차원 디스플레이(3D display)가 가능할 수도 있다. 3차원 디스플레이(150)는 무안경 방식과 안경 방식으로 구분될 수 있다.

디스플레이 디바이스는 전면의 대부분의 면적을 차지하는 디스플레이 모듈과 디스플레이 모듈의 배면 측면 등을 커버하며 디스플레이 모듈을 패키지하는 케이스를 포함한다.

최근 디스플레이 디바이스(100)는 평면에서 더 나아가 곡면의 화면을 구현하기 위해 LED(Light Emitting Diodes, 발광다이오드)나 OLED(Organic Light Emitting Diodes, 유기발광다이오드)와 같이 휘어질 수 있는 디스플레이 모듈(150)을 이용할 수 있다.

종래에 주로 이용되던 LCD는 LCD가 자체적으로 발광하기 어려워 백라이트 유닛을 통해 빛을 공급받았다. 백라이트 유닛은 광원과 광원에서 공급된 빛을 균일하게 전면에 위치하는 액정에 공급해주는 장치이다. 백라이트 유닛이 점점 얇아지면서 박형의 LCD를 구현할 수 있었으나, 백라이트 유닛을 휘어지는 소재로 구현이 어렵고 백라이트 유닛이 휘어지는 경우 액정에 균일한 빛의 공급이 어려워져 화면의 밝기가 변화하는 문제가 있다.

반면 LED나 OLED의 경우 픽셀을 이루는 소자가 각각 자체적으로 발광하기 때문에 백라이트 유닛을 이용하지 않아 휘어지게 구현할 수 있다. 또한, 각 소자가 자체발광 하므로 이웃하는 소자와의 위치관계가 달라지더라도 자체 밝기에 영향을 주지 않기 때문에 LED나 OLED를 이용하여 휘어지는 디스플레이 모듈(150)을 구현할 수 있다.

OLED(Organic Light Emitting Diodes, 유기발광다이오드) 패널은 2010년 중반에 본격적으로 등장하여 중소형 디스플레이 시장에서는 LCD를 빠르게 대체하고 있다. OLED는 형광성 유기활합물에 전류가 흐르면 빛을 내는 자체발광 현상을 이용하여 만든 디스플레이로, 화질 반응 속도가 LCD에 비해 빨라 동영상을 구현할 때 잔상이 거의 나타나지 않는다.

OLED는 자체 발광기능을 가진 적색(Red)과 녹색(Green), 청색(Blue) 등 세 가지의 형광체 유기화합물을 사용하며, 음극과 양극에서 주입된 전자(電子)와 양의 전하를 띤 입자가 유기물 내에서 결합해 스스로 빛을 발하는 현상을 이용한 발광형 디스플레이 제품이므로 색감을 떨어뜨리는 백라이트(후광장치)가 필요 없다.

LED(Light Emitting Diode, 발광다이오드) 패널은 LED소자 하나를 하나의 픽셀로 이용하는 기술로서, 종래에 비해 LED소자의 크기를 줄일 수 있어 휘어지는 디스플레이 모듈(150)을 구현할 수 있다. 종래에 LED TV라 불리우던 장치는 LED를 LCD에 빛을 공급하는 백라이트 유닛의 광원으로 이용한다는 것이지 LED자체가 화면을 구성하지 못했었다.

백라이트가 없는 디스플레이 모듈은 투명한 기판상에 형성하면 영상이 출력되지 않을 때 투명한 화면을 구현할 수 있다.

디스플레이 모듈은 표시패널과 표시패널 배면에 위치하는 결합마그넷, 제1 전원 공급부 및 제1 신호모듈을 포함한다. 표시패널은 복수 개의 픽셀들(R,G,B)을 포함할 수 있다. 복수 개의 픽셀들(R,G,B)은 다수의 데이터 라인들과 다수의 게이트라인들이 교차되는 영역마다 형성될 수 있다. 복수 개의 픽셀들(R,G,B)은 매트릭스 형태로 배치 또는 배열될 수 있다.

예를 들어, 복수 개의 픽셀들(R,G,B)은 적색(Red, 이하 'R') 서브 픽셀, 녹색(Green, 'G') 서브 픽셀 및 청색 (Blue, 'B') 서브 픽셀을 포함할 수 있다. 복수 개의 픽셀들(R,G,B)은 화이트(White, 이하 'W') 서브 픽셀을 더 포함할 수 있다.

디스플레이 모듈(150)은 화상을 표시하는 쪽을 전방 또는 전면이라 할 수 있다. 디스플레이 모듈(150)은 화상을 표시할 때, 화상을 관측할 수 없는 쪽을 후방 또는 후면이라 할 수 있다. 한편, 디스플레이(150)는 터치 스크린으로 구성되어 출력 장치 이외에 입력 장치로 사용되는 것도 가능하다.

오디오 출력부(160)는 제어부(180)에서 음성 처리된 신호를 입력 받아 음성으로 출력한다.

인터페이스부(170)는 디스플레이 디바이스(100)에 연결되는 다양한 종류의 외부 기기와의 통로 역할을 수행한다. 인터페이스부는 케이블을 통해 데이터를 송수신하는 유선방식뿐만 아니라 안테나를 이용한 무선방식도 포함할 수 있다.

인터페이스부(170)는 유/무선 헤드셋 포트(port), 외부 충전기 포트(port), 유/무선 데이터 포트(port), 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트(port), 오디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 비디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 이어폰 포트(port) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

무선방식의 일 예로 전술한 방송수신부(110)가 포함될 수 있으며, 방송신호뿐만 아니라 이동통신신호 근거리 통신신호, 무선인터넷 신호 등을 포함할 수 있다.

외부장치 인터페이스부(171)는 접속된 외부 장치와 데이터를 송신 또는 수신할 수 있다. 이를 위해, 외부장치 인터페이스부(171)는 A/V 입출력부(미도시)를 포함할 수 있다.

외부장치 인터페이스부(171)는 DVD(Digital Versatile Disk), 블루레이(Blu ray), 게임기기, 카메라, 캠코더, 컴퓨터(노트북), 셋톱 박스 등과 같은 외부 장치와 유/무선으로 접속될 수 있으며, 외부 장치와 입력/출력 동작을 수행할 수도 있다.

또한, 외부장치 인터페이스부(171)는 다양한 원격제어장치(200)와 통신 네트워크를 수립하여, 원격제어장치(200)로부터 디스플레이 디바이스(100)의 동작과 관련된 제어신호를 수신하거나, 디스플레이 디바이스(100)의 동작과 관련된 데이터를 원격제어장치(200)로 전송할 수 있다.

외부장치 인터페이스부(171)는 다른 전자기기와의 근거리 무선 통신을 위한, 무선 통신부(미도시)를 포함할 수 있다. 이러한 무선 통신부(미도시)를 통해, 외부장치 인터페이스부(171)는 인접하는 이동 단말기와 데이터를 교환할 수 있다. 특히, 외부장치 인터페이스부(171)는 미러링 모드에서, 이동 단말기로부터 디바이스 정보, 실행되는 애플리케이션 정보, 애플리케이션 이미지 등을 수신할 수 있다.

네트워크 인터페이스부(172)는 디스플레이 디바이스(100)를 인터넷망을 포함하는 유/무선 네트워크와 연결하기 위한 인터페이스를 제공할 수 있다. 예를 들면, 네트워크 인터페이스부(172)는 네트워크를 통해, 인터넷 또는 컨텐츠 제공자 또는 네트워크 운영자가 제공하는 컨텐츠 또는 데이터들을 수신할 수 있다. 한편, 네트워크 인터페이스부(172)는 유/무선 네트워크와의 연결을 위한 통신 모듈(미도시)를 포함할 수 있다.

외부장치 인터페이스부(171) 및/또는 네트워크 인터페이스부(172)는 Wi-Fi(Wireless Fidelity), 블루투스(Bluetooth), 블루투스 저전력(Bluetooth Low Energy; BLE), 직비(Zigbee), NFC(Near Field Communication)와 같은 근거리 통신을 위한 통신 모듈, LTE(long-term evolution), LTE-A(LTE Advance), CDMA(code division multiple access), WCDMA(wideband CDMA), UMTS(universal mobile telecommunications system), WiBro(Wireless Broadband)와 같은 셀룰러 통신을 위한 통신 모듈 등을 포함할 수 있다.

사용자입력 인터페이스부(173)는 사용자가 입력한 신호를 제어부(180)로 전달하거나, 제어부(180)로부터의 신호를 사용자에게 전달할 수 있다. 예를 들면, 원격제어장치(200)로부터 전원 온/오프, 채널 선택, 화면 설정 등의 사용자 입력 신호를 송신/수신하거나, 전원키, 채널키, 볼륨키, 설정치 등의 로컬키(미도시)에서 입력되는 사용자 입력 신호를 제어부(180)에 전달하거나, 사용자의 제스처를 센싱하는 센서부(미도시)로부터 입력되는 사용자 입력 신호를 제어부(180)에 전달하거나, 제어부(180)로부터의 신호를 센서부로 송신할 수 있다.

제어부(180)는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있고, 이에 포함된 프로세서를 이용하여, 디스플레이 디바이스(100)의 동작 전반을 제어할 수 있다. 여기서, 프로세서는 CPU(central processing unit)과 같은 일반적인 프로세서일 수 있다. 물론, 프로세서는 ASIC과 같은 전용 장치(dedicated device)이거나 다른 하드웨어 기반의 프로세서일 수 있다.

제어부(180)는 튜너부(111), 복조부(112), 외부장치 인터페이스부(171), 또는 네트워크 인터페이스부(172)를 통하여 입력되는 스트림을 역다중화하거나, 역다중화된 신호들을 처리하여, 영상 또는 음성 출력을 위한 신호를 생성 및 출력할 수 있다.

제어부(180)에서 영상 처리된 영상신호는 디스플레이(150)로 입력되어, 해당 영상신호에 대응하는 영상으로 표시될 수 있다. 또한, 제어부(180)에서 영상 처리된 영상신호는 외부장치 인터페이스부(171)를 통하여 외부 출력장치로 입력될 수도 있다.

제어부(180)에서 처리된 음성 신호는 오디오 출력부(160)로 음향 출력될 수 있다. 또한, 제어부(180)에서 처리된 음성 신호는 외부장치 인터페이스부(171)를 통하여 외부 출력장치로 입력될 수 있다. 도 2에는 도시되어 있지 않으나, 제어부(180)는 역다중화부, 영상처리부 등을 포함할 수 있다. 이에 대해서는 도 3을 참조하여 후술한다.

그 외, 제어부(180)는 디스플레이 디바이스(100) 내의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들면, 제어부(180)는 튜너부(111)를 제어하여, 사용자가 선택한 채널 또는 기 저장된 채널에 해당하는 방송을 선택(Tuning)하도록 제어할 수 있다.

또한, 제어부(180)는 사용자입력 인터페이스부(173)를 통하여 입력된 사용자 명령 또는 내부 프로그램에 의하여 디스플레이 디바이스(100)를 제어할 수 있다. 한편, 제어부(180)는 영상을 표시하도록 디스플레이(150)를 제어할 수 있다. 이때, 디스플레이(150)에 표시되는 영상은, 정지 영상 또는 동영상일 수 있으며, 2D 영상 또는 3D 영상일 수 있다.

한편, 제어부(180)는 디스플레이(150)에 표시되는 영상 내에, 소정 2D 오브젝트가 표시되도록 할 수 있다. 예를 들면, 오브젝트는 접속된 웹 화면(신문, 잡지 등), EPG(Electronic Program Guide), 다양한 메뉴, 위젯, 아이콘, 정지 영상, 동영상, 텍스트 중 적어도 하나일 수 있다.

한편, 제어부(180)는 진폭 편이 변조(Amplitude Shift Keying; ASK) 방식을 이용하여, 신호를 변조(modulation) 및/또는 복조(demodulation)할 수 있다. 여기서, 진폭 편이 변조(ASK) 방식은, 데이터 값에 따라 반송파의 진폭을 다르게 하여 신호를 변조하거나, 반송파의 진폭에 따라 아날로그 신호를 디지털 데이터 값으로 복원하는 방식을 의미할 수 있다.

예를 들면, 제어부(180)는 영상 신호를, 진폭 편이 변조(ASK) 방식을 이용하여 변조하여, 무선통신 모듈을 통해 송신할 수 있다.

예를 들면, 제어부(180)는 무선통신 모듈을 통해 수신된 영상 신호를, 진폭 편이 변조(ASK) 방식을 이용하여 복조하여 처리할 수 있다.

이를 통해, 디스플레이 디바이스(100)는 MAC 주소(Media Access Control Address)와 같은 고유 식별자나, TCP/IP와 같은 복잡한 통신 프로토콜을 사용하지 않더라도, 인접하게 배치된 다른 영상표시장치와 간편하게 신호를 송수신할 수 있다.

한편, 디스플레이 디바이스(100)는 촬영부(미도시)를 더 포함할 수도 있다. 촬영부는 사용자를 촬영할 수 있다. 촬영부는 1 개의 카메라로 구현되는 것이 가능하나, 이에 한정되지 않으며, 복수 개의 카메라로 구현되는 것도 가능하다. 한편, 촬영부는 디스플레이(150) 상부에 디스플레이 디바이스(100)에 매립되거나 또는 별도로 배치될 수 있다. 촬영부에서 촬영된 영상 정보는 제어부(180)에 입력될 수 있다.

제어부(180)는 촬영부로부터 촬영된 영상에 기초하여, 사용자의 위치를 인식할 수 있다. 예를 들면, 제어부(180)는 사용자와 디스플레이 디바이스(100) 간의 거리(z축 좌표)를 파악할 수 있다. 그 외, 제어부(180)는 사용자 위치에 대응하는 디스플레이(150) 내의 x축 좌표, 및 y축 좌표를 파악할 수 있다.

제어부(180)는 촬영부로부터 촬영된 영상, 또는 센서부로부터의 감지된 신호 각각 또는 그 조합에 기초하여 사용자의 제스처를 감지할 수 있다.

전원 공급부(190)는 디스플레이 디바이스(100) 전반에 걸쳐 해당 전원을 공급할 수 있다. 특히, 시스템 온 칩(System On Chip; SOC)의 형태로 구현될 수 있는 제어부(180)와, 영상 표시를 위한 디스플레이(150), 및 오디오 출력을 위한 오디오 출력부(160) 등에 전원을 공급할 수 있다.

구체적으로, 전원 공급부(190)는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 컨버터(미도시)와, 직류 전원의 레벨을 변환하는 Dc/Dc 컨버터(미도시)를 구비할 수 있다.

한편, 전원 공급부(190)는 외부로부터 전원을 공급받아 각 부품에 전원을 배분하는 역할을 한다. 전원 공급부(190)는 외부 전원과 직접연결하여 교류전원을 공급하는 방식을 이용할 수 있고, 배터리를 포함하여 충전하여 사용할 수 있는 형태의 전원공급부(190)를 포함할 수 있다.

전자의 경우 유선의 케이블을 연결하여 사용하며 이동이 어렵거나 이동 범위가 제한된다. 후자의 경우 이동이 자유로우나 배터리만큼의 무게가 증가하고 부피가 커지며 충전을 위해 일정시간 전원케이블과 직접 연결하거나 전원을 공급하는 충전거치부(미도시)와 결합해야 한다.

충전거치부는 외부로 노출되는 단자를 통해 디스플레이 디바이스와 접속할 수 있고, 또는 무선방식을 이용하여 근접하면 내장된 배터리가 충전될 수도 있다.

원격제어장치(200)는 사용자 입력을 사용자입력 인터페이스부(173)로 전송할 수 있다. 이를 위해, 원격제어장치(200)는 블루투스(Bluetooth), RF(Radio Frequency) 통신, 적외선(Infrared Radiation) 통신, UWB(Ultra-wideband), 지그비(ZigBee) 방식 등을 사용할 수 있다. 또한, 원격제어장치(200)는 사용자입력 인터페이스부(173)에서 출력한 영상, 음성 또는 데이터 신호 등을 수신하여, 이를 원격제어장치(200)에서 표시하거나 음성 출력할 수 있다.

한편, 상술한 디스플레이 디바이스(100)는 고정형 또는 이동형 디지털 방송 수신 가능한 디지털 방송 수신기일 수 있다.

한편, 도 1에 도시된 디스플레이 디바이스(100)의 블록도는 본 발명의 일 실시예를 위한 블록도일 뿐, 블록도의 각 구성요소는 실제 구현되는 디스플레이 디바이스(100)의 사양에 따라 통합, 추가, 또는 생략될 수 있다.

즉, 필요에 따라 2 이상의 구성요소가 하나의 구성요소로 합쳐지거나, 혹은 하나의 구성요소가 2 이상의 구성요소로 세분되어 구성될 수 있다. 또한, 각 블록에서 수행하는 기능은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것이며, 그 구체적인 동작이나 장치는 본 발명의 권리범위를 제한하지 아니한다.

도 2는 본 발명의 디스플레이 디바이스(100)의 일 예를 도시한 도면이다.

투명한 디스플레이 디바이스(100)는 배면의 사물이 보이기 때문에 디스플레이 모듈 상에 출력되는 영상이 배면의 사물과 중첩되어 보여 주변 사물과 조화를 이룰 수 있다. 또한, 사용하지 않을 때 검은 화면이 크게 자리를 차지하지 않고 투명한 상태로 배면이 보여 개방감을 줄 수 있다.

또한 투명 디스플레이 디바이스(100)를 유리창 등에 설치하여 빛의 유입을 허용하면서도 영상을 출력할 수 있어 최근 활용도가 높아지는 형태의 디스플레이 디바이스(100)이다.

다만, 투명 디스플레이 디바이스(100)는 배면에서 유입되는 빛이 전면으로 사출되고 디스플레이 모듈(150)에서 출력하는 영상이 배면에서 반사되지 않아 전면방향으로 사용자에게 도달하지 못하는 문제가 있다. 즉 명암비가 떨어져 선명한 화면을 얻지 못하는 문제가 있다.

이에 선택적으로 배면에 빛을 차광하는 패널을 구비하여 (a)와 같이 투명한 상태에서 (b)와 같이 불투명한 상태로 전환할 수 있다. 선명한 화면을 제공하기 위해서 투명도를 조절할 수 있다.

도 3은 종래의 디스플레이 디바이스(100)의 명도조절을 설명하기 위한 도면으로, (a)는 디스플레이 모듈(150)의 사이즈에 상응하는 차광패널이 디스플레이 모듈(150)의 배면에 배치하는 실시예이고, 전기적인 신호에 의해 투명도를 조절할 수 있는 차광패널을 구비한 실시예이다.

(a)와 같은 타입은 물리적으로 차광패널을 디스플레이 모듈(150)의 배면에 배치하기 위해서 모터와 같은 구동부가 필요하고, 차광패널을 수납하기 위한 별도의 구조물이 필요하며, 차광패널을 배치하고 제거하는 데 시간이 소요되는 문제가 있다.

(b)와 같이 전기변색물질(electrochromic material)을 포함하는 차광패널은 양측에 투명전극(Transparent electrode)를 통해 투명도를 조절할 수 있다. 전기변색물질의 예로 액정을 들 수 있다. 다만, 이러한 전기변색물질은 투과율 변화폭이 최대 45%이어서 명암비 개선효과가 제한적이다. 또한 대형 패널에 구현이 어려운 문제가 있다.

이에 본 발명은 차광셔터(321)를 이용한 차광패널을 포함하는 디스플레이 모듈(300)을 제공한다.

도 4는 본 발명의 디스플레이 모듈(300)의 제1 패널(310)과 제2 패널(320)을 도시한 도면이고, 도 5는 그 단면도이다. 디스플레이 디바이스(100)의 일부를 확대한 도면으로 영상이 출력되는 표시영역(visible area)과 측면 배선 등이 배치되는 비표시 영역(invisible area)을 포함할 수 있다.

도 4 및 도 5를 참고하면 본 발명의 디스플레이 디바이스(100)는 영상이 출력되는 제1 패널(310)과, 제1 패널(310)의 배면에 위치하여 투명도를 조절하는 제2 패널(320)로 구성될 수 있다. 제1 패널(310)은 복수개의 픽셀(311)로 구성되어 있으며 각 픽셀(311)에 상응하여 차광셔터(321)가 배치될 수 있다.

각 픽셀(311)은 발광부(311a)와 투광부(311b)를 포함하며, 제2 패널(320)의 차광셔터(321)는 포집부(321a)와 확산부(321b)를 포함한다. 차광셔터(321)의 포집부(321a)는 발광부(311a)에 상응하는 위치에 배치되고 차광셔터(321)의 확산부(321b)는 제1 패널의 투광부(311b)보다 큰 사이즈를 가질 수 있다.

포집부(321a)는 발광부(311a)에 상응하는 위치에 배치되고 확산부(321b)는 투광부(311b)에 상응하는 위치에 배치될 수 있다.

포집부(321a)의 크기는 발광부(311a) 보다 작아 발광부(311a)에 의해 커버되며, 확산부(321b)는 투광부(311b) 보다 크게 형성할 수 있다. 따라서 확산부(321b)는 투광부(311b) 뿐만 아니라 발광부(311a)와도 부분적으로 중첩될 수 있다.

제1 패널(310)의 하나의 픽셀과 제2 패널(320)의 하나의 차광셔터(321)의 크기는 동일하므로 발광부(311a)의 크기와 투광부(311b)의 크기의 합은 포집부(321a)의 크기와 확산부(321b)의 크기의 합에 상응한다.

도 6는 본 발명의 투명 디스플레이 디바이스(100)의 제1 패널(310)의 각 픽셀(311)의 다양한 실시예를 도시한 도면이다. 제1 패널(310)의 각 픽셀(311)은 발광부(311a)와 투광부(311b)를 포함하며, 발광부(311a)는 색상을 표현하기 위해 적색, 청색, 녹색으로 구획되며, 흰색을 포함할 수도 있다. 투광부(311b)는 발광부(311a)와 이웃하여 배치될 수 있으며 배면의 빛을 투과하는 투명한 소재를 포함할 수 있다.

사용자는 발광부(311a)에서 사출되는 빛을 통해 영상을 감상하고 투광부(311b)를 통해 배면의 사물을 동시에 볼 수 있다. 투명부의 면적이 너무 넓으면 픽셀(311)의 크기가 커지는 문제가 있어 투광부(311b)와 발광부(311a)의 면적비율은 50% 전후로 구성할 수 있다.

예를 들어, 77인치 디스플레이 모듈(150)의 경우 픽셀(311) 하나의 폭을 444 um으로 구현하고, 투명부의 폭을 200 um정도로 설계하면, 투명부는 픽셀(311) 당 약 45%의 면적을 가질 수 잇다.

발광부(311a)는 도 6의 (a)와 같이 수직방향이나 (b)와 같이 수평 방향으로 나란히 배치되거나 (c)와 같이 어레이 형태로 구현될 수도 있다. 발광부(311a)의 수직구조는 도 6의 (d)에 도시된 바와 같이 투명 기판(325) 상에 컬러필터(315), 유기발광다이오드(313) 및 TFT(thin film transistor, 314)로 층상 구조를 가지도록 구성할 수 있다.

컬러필터(315)는 전술한 픽셀(311)별 색상을 구현하기 위해 3가지 또는 화이트를 포함하여 4가지 색상이 배치되며, 그 배면에 빛을 사출하는 광원을 포함할 수 있다. 광원의 ON/OFF를 제어하는 스위치로서 TFT(313)가 픽셀(311)별로 하나씩 배치될 수 있다.

도 7은 일렉트로웨팅(electrowetting) 기술을 설명하기 위한 도면이다. 일렉트로웨팅 기술은 물과 같은 극성유체에 전원을 인가하여 극성유체의 분자가 전류흐름에 따라 이동하고, 그로 인하여 표면장력이 변화하는 기술이다.

극성유체는 분자자체가 극성을 가지고 있기 때문에 전기가 흐르면 전류의 흐름에 따라 분자의 배열이 달라질 수 있으며, 유체이므로 전극방향으로 극성유체의 분자가 이동할 수 있다.

전극에 극성유체가 직접 닿으면 전기분해가 일어나 물의 경우 수소와 산소로 분해된다. 전기분해를 막기 위해 전극에 절연층을 형성하면, 직접 금속인 전극과 닿지 않아 전자를 교환할 수 없어 전기분해는 일어나지 않으며, 전기장의 영향을 받아 표면장력만 변화가 나타날 수 있다.

일렉트로웨팅 기술을 이용에 따라 극성유체는 전원 인가여부에 따라 표면적의 크기가 달라지도록 변형될 수 있다. 전원이 인가되지 않으면 극성유체는 도 7의 (a)와 같이 동그랗게 모여 가능한 표면적을 최소화하는 상태로 존재한다.

전원이 인가되면 제1 유체(323) 내부의 전하가 전극에 밀착되도록 제1 유체(323)의 형상이 납작하게 변형되면서 제1 유체(323)의 표면적은 도 7의 (b)와 같이 넓어진다. 이러한 일렉트로웨팅 기술을 이용하여 전원 인가여부에 따라 유체를 이동시킬 수 있다.

도 8은 본 발명의 디스플레이 모듈의 제2 패널(320)의 차광셔터(321)의 제1 기판을 도시한 도면이다. 차광셔터(321)는 확산부(321b)와 포집부(321a) 및 확산부(321b)와 포집부(321a) 사이에 채워진 제1 유체(323)와 제2 유체(324)를 포함할 수 있다.

포집부(321a)는 제1 패널(310)의 발광부(311a)에 상응하는 위치에 배치되고 확산부(321b)는 제1 패널(310)의 투광부(311b)에 상응하는 위치에 배치될 수 있다. 포집부(321a)의 크기는 발광부(311a) 보다 작아 발광부(311a)에 의해 커버되며, 확산부(321b)는 투광부(311b) 보다 크게 형성할 수 있다.

확산부(321b)는 수평방향으로 넓은 면적을 가지며 수직방향으로 좁은 공간으로 포집부(321a)는 확산부(321b)의 일측에서 수직방향으로 더 큰 두께를 가지도록 형성된 공간이다. 따라서, 확산부(321b)와 포집부(321a)의 부피는 유사하나 표면적은 확산부(321b)의 표면적이 더 넓다.

제2 패널(320)은 한 쌍의 투명기판(328a, 328b)을 대면 배치하여 구성할 수 있다. 투명기판(328a, 328b) 상에 투명전극(329)을 형성하고 투명전극(329)이 마주보도록 투명기판(328a, 328b) 배치하여 확산부(321b)와 포집부(321a)를 구성할 수 있다.

도 8은 한 쌍의 투명기판(328a, 328b) 중 확산부(321b)의 일측에 오목하게 형성된 포집부(321a)를 포함하는 제1 투명기판(328a)을 도시한 도면이다. 포집부(321a)는 제1 투명기판(328a)의 일부를 오목하게 형성하여 구성할 수 있다.

포집부(321a)은 두꺼운 기판에 홈을 형성하는 방식으로 구성할 수도 있고, 포집부(321a)를 제외한 나머지 부분에 투명한 물질을 적층하여 메사(mesa, 327)형태로 구성할 수 있다.

메사(327)를 형성하기 위해 두껍게 쌓을 수 있는 SU-8과 같은 포토레지스트를 이용할 수 있다. SU-8은 에폭시 기반 포토레지스트로 UV에 노출된 부분이 가교결합하여 경화되며 도 8에 포집부(321a)를 제외한 부분에 적층하여 메사(327)를 형성하고, 메사의 상부가 확산부(321b)가 된다.

각 차광셔터(321)를 구획하기 위해 확산부(321b) 둘레에 격벽(326)을 형성할 수 있으며 격벽(326)은 제1 투명기판(328a) 상에 형성될 수 있다. 격벽(326)의 단부는 제2 투명기판(328b)과 닿아 제1 투명기판(328a) 사이의 갭을 형성하며 제1 투명기판(328a)과 제2 투명기판(328b) 사이의 갭에 의해 확산부(321b)가 구성될 수 있다.

포집부(321a)의 수직방향 크기는 제1 투명기판(328a)과 제2 투명기판(328b)의 갭보다 수배 또는 십수배 이상의 깊이를 가질 수 있다. 포집부(321a)는 육면체 형상을 가질 수도 있고, 원기둥 형상을 가질 수도 있다.

제1 투명기판(328a)과 제2 투명기판(328b)은 투명전극(329)을 포함하며, 투명전극(329)이 대향하도록 배치할 수 있다. 투명전극(329)은 ITO(Indium Tin Oxide)를 이용하여 형성할 수 있다.

투명전극(329)은 확산부(321b)에 위치하는 제1 투명전극(3291)과 포집부(321a)에 위치하는 제2 투명전극(3292)을 포함하며, 제1 투명전극(3291)은 음극 제2 투명전극(3292)는 양극으로 구성할 수 있다. 전원이 인가되면 제1 투명전극(3291)과 제2 투명전극(3292) 사이에 전위차가 발생한다.

투명전극(329)이 직접 제1 유체(323) 및 제2 유체(324)와 맞닿으면 전기분해가 일어날 수 있어, 투명전극(329)을 커버하는 소수성 절연층(325)을 구비할 수 있다. 소수성 절연층(325)은 PDMS(Polydimethylsiloxane)와 같은 절연물질과 테프론(Teflon)과 같은 소수성 물질을 혼합 또는 적층하여 구성할 수 있다.

소수성 절연층(325)의 반발력으로 인하여 제1 유체(323)가 확산부(321b)로 이동시키기 위해서는 큰 힘이 필요하므로 높은 전압을 인가해야한다. 저전력으로 구동 할 수 있도록 확산부(321b)의 소수성 절연층(325)에 도 8에 도시된 바와 같이 요철(325')을 형성하여 표면 거칠기(roughness)를 크게 할 수 있다. 요철의 형상은 뿔형상 또는 상면이 편평한 형상 모두 가능하다.

제1 유체(323)와 제2 유체(324)는 서로 섞이지 않으며 제1 유체(323)는 극성, 제2 유체(324)는 무극성 물질을 이용할 수 있다. 예를 들어 제2 유체(324)는 물, 제2 유체(324)는 오일이 될 수 있다.

제1 유체(323)와 제2 유체(324) 중 일측에 염료(pigment)를 추가하여 불투명하게 구성할 수 있다. 도 8에 도시된 실시예와 같이 극성의 제1 유체(323)에 염료를 추가할 수도 있고 도 11에 도시된 실시예와 같이 무극성의 제2 유체(324)에 염료를 추가할 수 있다.

제1 유체(323)와 제2 유체(324)의 이동은 두 실시예에서 차이가 없으나, 투명한 상태로 전환하기 위해 전원을 인가 여부가 다르다.

도 8의 실시예는 전원이 인가되지 않은 상태(Off state)에서 투명상태를 유지하고 전원을 인가 시(On state) 불투명상태가 된다. 반면 도 11의 실시예는 원이 인가되지 않은 상태(Off state)에서 불투명상태를 유지하고 전원 인가 시(On state) 투명상태로 전환된다는 점에 차이가 있다.

구체적인 유체의 동작은 이하 각 도면을 참고하여 살펴보도록 한다. 도 9는 차광셔터(321)의 제1 실시예를 도시한 단면도이고, 도 10은 차광셔터(321)의 제1 실시예를 도시한 평면도이다.

도 9의 (a)와 같이 전원이 인가되지 않으면 극성인 제1 유체(323)는 표면장력에 의해 표면적이 최소가 되는 형태로 유지하려는 성질이 있다. 따라서, 제1 유체(323)는 부피대비 표면적이 작은 포집부(321a)에 위치하고, 제2 유체(234)는 확산부(321b)에 위치한다.

확산부(321b)에 위치하는 제1 투명전극(3291)은 음극이고 포집부(321a)에 위치하는 제2 투명전극(3292)은 양극이 되도록 전원을 인가할 수 있다. 전원을 인가하면 포집부(321a)와 확산부(321b)에 전위차가 발생하고 제1 유체(323)의 전하가 확산부(321b) 상의 제1 투명전극(3291)을 향하는 힘을 받게 된다.

제1 유체(323)는 음극인 제1 투명전극(3291)에 가까워지도록 표면적을 확장하여 (c)와 같은 상태가 되고, 제1 유체(323)가 확산부(321b)로 이동하므로 제2 유체(324)는 밀려 포집부(321a)로 이동할 수 있다.

도 9의 (b) 및 (c)에 도시된 바와 같이, 제1 유체(323)는 포집부(321a)에서 확산부(321b)를 향해 이동할 수 있다. 투명전극(329)에 인가되는 전압의 크기가 클수록 제1 유체(323)의 표면장력을 이기면서 확산부(321b)로 이동할 수 있다.

도 10을 참고하면, 전원을 인가하지 않은 상태에서는 (a)와 같이 포집부(321a)에 제1 유체(323)가 위치하여 투광부(311b)에 대응하는 부분이 투명하게 되고, 전원을 인가하면 (c)와 같이 제1 유체(323)가 확산부(321b)로 이동하여 투광부(311b)를 커버하고 디스플레이 모듈(150)이 불투명해진다. 중간단계인 (b)와 같은 상태에서 디스플레이 모듈(150)은 반투명 상태가 될 수 있다.

도 9는 차광셔터(321)의 제2 실시예를 도시한 단면도이고, 도 10은 차광셔터(321)의 제2 실시예를 도시한 평면도이다.

반대로 제2 유체(324)에 염료를 부가한 경우 전술한 실시예와 동일하게 구동한다. 즉, 전원이 꺼진 상태에서 제1 유체(323)는 포집부(321a)에 위치하고, 전원이 ON되면 제1 유체(323)는 제 투명전극(329)을 향해 이동하여 확산부(321b)에 위치할 수 있다.

다만, 제2 유체(324)에 염료가 있어, 전원을 인가한 ON상태에서 도 11의 (c) 및 도 12의 (c)와 같이 투광부(311b)가 투명하게 되고, OFF 상태에서 도 11의 (a) 및 도 12의 (a)와 같이 확산부(321b)에 제2 유체(324)가 위치하여 디스플레이 모듈이 불투명하게 된다. 또한, 본 실시예의 포집부(321a)는 차광셔터(321)의 일측 모서리에 위치하지 않고, 발광부(311a)와 투광부(311b)가 나란히 배치된 제1 방향(도면상 수평방향)에 수직인 제2 방향(도면상 수직방향)의 중앙에 위치할 수 있다. 포집부(321a)는 발광부(311a)와 중첩배치되면 되고 위치는 제한되지 않는다. 중간단계인 (b)와 같은 Half state에서 디스플레이 모듈(150)은 반투명 상태가 될 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 디스플레이 디바이스(100)는 투명도를 조절할 수 있어 상황에 따라 다른 디스플레이 효과를 연출할 수 있다.

상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

100: 디스플레이 디바이스
101: 케이스탑
102: 커버버텀
103: 백커버
110: 방송수신부
120: 센싱부
130: 입력부
140: 저장부
150: 디스플레이 모듈
160: 오디오 출력부
170: 인터페이스부
171: 외부장치 인터페이스부
172: 네트워크 인터페이스부
173: 사용장비력 인터페이스부
180: 제어부
190: 전원 공급부
200: 원격제어장치
310: 제1 패널
311: 픽셀
311a: 발광부
311b: 투광부
313: 유기발광 다이오드
314: TFT
315: 컬러필터
316: 제1 얼라인패턴
317: 측면배선
318: 봉지층
319: 글래스층
320: 제2 패널
321: 차광셔터
321a: 포집부
321b: 확산부
323: 제1 유체324: 제2 유체
325: 소수성 절연층
326: 격벽
329: 투명전극
328: 투명기판

Claims

발광부와 투광부로 구성된 복수개의 픽셀이 어레이를 이루며 배치된 제1 패널; 및
상기 제1 패널의 배면에 위치하며 상기 복수개의 픽셀 각각에 대응하는 복수개의 차광셔터를 포함하는 제2 패널을 포함하며,
상기 차광셔터는,
제1 두께를 가지는는 확산부; 및
상기 확산부의 일측에 위치하며 상기 제1 두께보다 두꺼운 제2 두께를 가지는 포집부;
상기 확산부와 포집부에 위치하는 투명전극; 및
상기 확산부 및 상기 포집부 내에 위치하며 서로 섞이지 않는 제1 유체와 제2 유체를 포함하고,
상기 제1 유체는 상기 투명전극에 인가되는 전압에 따라 확산부 또는 상기 포집부 사이를 이동하며,
상기 제1 유체 및 상기 제2 유체 중 하나는 투명하고 다른 하나는 불투명한 디스플레이 모듈.
제1항에 있어서,
상기 제1 유체는 불투명하며,
상기 투명전극에 전원이 인가되면 상기 확산부로 퍼져 상기 제2 패널을 불투명하게 전환하고,
상기 투명전극에 전원이 인가되지 않으면 상기 확산부에서 상기 포집부로 이동하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 모듈.
제1항에 있어서,
상기 제1 유체는 투명하며,
상기 투명전극에 전원이 인가되지 않으면 상기 확산부에서 상기 포집부로 이동하여 상기 제2 패널을 불투명하게 전환하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 모듈.
제1항에 있어서,
상기 제1 유체는 극성유체이고,
상기 제2 유체는 무극성 유체인 것을 특징으로 하는 디스플레이 모듈.
제1항에 있어서,
상기 확산부로 퍼지는 상기 제1 유체의 범위는 상기 투명전극에 인가되는 전압의 크기에 따라 상이한 것을 특징으로 하는 디스플레이 모듈.
제1항에 있어서,
상기 투명전극은,
상기 확산부에 위치하는 제1 투명전극과
상기 포집부에 위치하는 제2 투명전극을 포함하며,
전원이 인가되면 상기 제1 투명전극과 상기 제2 투명전극 사이에 전위차가 발생하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 모듈.
제1항에 있어서,
상기 포집부는 상기 발광부와 중첩배치되며 상기 발광부보다 작은 것을 특징으로 하는 디스플레이 모듈.
제1항에 있어서,
상기 확산부와 상기 포집부는 상기 투명전극을 커버하는 소수성 절연층을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 모듈.
제8항에 있어서,
상기 확산부에 형성된 상기 소수성 절연층은 표면에 요철을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 모듈.
제1항에 있어서,
상기 차광셔터는
상기 제1 유체가 상기 확산부 내에 위치하도록 상기 확산부의 둘레 위치하는 격벽부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 모듈.
제1항에 있어서,
상기 제1 패널은 단부에 상기 발광부에 제어신호를 전달하는 측면배선을 포함하고,
상기 제2 패널은 상기 측면배선에 대응되는 위치에 상기 차광셔터를 생략하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 모듈.
제1항에 있어서,
상기 발광부는 적색, 청색, 녹색의 컬러필터, 유기발광 다이오드 및 TFT를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 모듈.
발광부와 투광부로 구성된 복수개의 픽셀이 어레이를 이루며 배치된 제1 패널;
상기 제1 패널의 배면에 위치하며 상기 픽셀 각각에 대응하는 복수개의 차광셔터를 포함하는 제2 패널; 및
상기 제1 패널의 발광부를 제어하여 영상을 출력하고, 상기 제2 패널의 차광셔터를 제어하여 명암비를 조절하는 제어부를 포함하며,
상기 차광셔터는,
제1 두께를 가지는는 확산부; 및
상기 확산부의 일측에 위치하며 상기 제1 두께보다 두꺼운 제2 두께를 가지는 포집부;
상기 확산부와 포집부에 위치하는 투명전극; 및
상기 확산부 및 상기 포집부 내에 위치하며 서로 섞이지 않는 제1 유체와 제2 유체를 포함하고,
상기 제1 유체 및 상기 제2 유체 중 하나는 투명하고 다른 하나는 불투명하며,
상기 제어부는,
상기 투명전극에 전원을 인가하여 상기 제1 유체를 상기 포집부에서 상기 확산부로 이동시키는 것을 특징으로 하는 디스플레이 디바이스.