WO2023080294A1 - 디스플레이 모듈 및 이를 포함하는 디스플레이 디바이스 - Google Patents

디스플레이 모듈 및 이를 포함하는 디스플레이 디바이스 Download PDF

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WO2023080294A1
WO2023080294A1 PCT/KR2021/016101 KR2021016101W WO2023080294A1 WO 2023080294 A1 WO2023080294 A1 WO 2023080294A1 KR 2021016101 W KR2021016101 W KR 2021016101W WO 2023080294 A1 WO2023080294 A1 WO 2023080294A1
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WO
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shutter
unit
panel
light emitting
display module
Prior art date
Application number
PCT/KR2021/016101
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English (en)
French (fr)
Inventor
우귀도
안정남
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Definitions

  • the present invention relates to a transparent display module and a display device including the same.
  • PDP plasma display panel
  • electroluminescence device an electroluminescence device
  • a liquid crystal panel of a liquid crystal display device includes a liquid crystal layer, a TFT substrate and a color filter substrate facing each other with the liquid crystal layer interposed therebetween, and can display an image using light provided from a backlight unit.
  • an active matrix type organic light emitting display device is commercially available. Since the organic light emitting display device is a self-emitting device, it has no backlight and has advantages in response speed, viewing angle, etc. compared to liquid crystal display devices, and is attracting attention as a next-generation display.
  • Digital Signage is a representative example of a large display, and it is a communication tool that can induce marketing, advertising, training effects, and customer experience of companies, such as airports, hotels, hospitals, and subway stations. It is a display device that provides specific information as well as a broadcast program in a public place.
  • a video wall implemented by arranging display panels in a lattice form to realize a large display device is often used for outdoor advertising or when a large screen is required in a large space such as an exhibition hall or an event hall.
  • a transparent display can be implemented, and a large display can be applied to a window or the like using a transparent display. It has the advantage of allowing the inflow of external light and being used as a display at the same time, so it is being installed in a building with a curtain wall structure with large windows.
  • the transparent display device has a problem of poor visibility because it does not have a structure that reflects light in the rear direction, unlike a general display, and light introduced from the rear surface is emitted in the front direction.
  • An object of the present invention is to provide a transparent display device with improved visibility. More specifically, an object of the present invention is to provide a transparent display module capable of changing transmittance and a display device having the same.
  • a first panel in which pixels composed of a light emitting part and a light emitting part are arranged in an array
  • a second panel located on a rear surface of the first panel and including a plurality of micro-shutters corresponding to the respective pixels
  • the micro-shutters include: a wiring unit disposed at a position corresponding to the light emitting unit; and a shutter unit disposed at a position corresponding to the light transmitting unit, wherein the shutter unit includes a pair of shutter metals having different coefficients of thermal expansion and overlapping each other in a thickness direction; and a hot wire positioned between the shutter metals.
  • the shutter unit covers the light transmitting unit when power is applied to the hot wire to switch the display module to an opaque state, and opens the light transmitting unit when power is not applied to the hot wire to switch the display module to a transparent state It can operate in one of the OFF modes.
  • the light emitting part and the light emitting part may be disposed side by side in a first direction, and a length of the shutter part in the first direction may be greater than or equal to a length of the light transmitting part in the first direction.
  • a thickness of the second panel may be greater than or equal to a length of the shutter unit in the first direction.
  • An end of the shutter unit may overlap a light emitting unit of a neighboring pixel in the ON mode.
  • the shutter unit may move from the light emitting unit in the OFF mode and overlap the light emitting unit.
  • a metal having a large thermal expansion coefficient may be positioned on the front surface of the pair of shutter metals.
  • the hot wire may be uniformly disposed on the shutter metal.
  • the hot wire may be more densely disposed at a position adjacent to the wiring part.
  • first alignment pattern located on a rear surface of the light emitting unit; and a second alignment pattern positioned on the front surface of the wiring unit and coupled to the first align pin.
  • the first panel may include a side wiring that transmits a control signal to each of the light emitting units at an end thereof, and the second panel may omit the micro-shutter at a position corresponding to the side wiring.
  • the second panel may be configured by connecting a plurality of shutter modules including a plurality of micro-shutters to electrodes between wiring parts of each shutter module.
  • the second panel may further include a shutter cover layer coupled to a rear surface.
  • the light emitting unit may include red, blue, and green color filters, organic light emitting diodes, and TFTs.
  • a glass layer positioned between the first panel and the second panel may be further included.
  • a first panel in which pixels composed of a light emitting part and a light emitting part are arranged in an array
  • a second panel located on a rear surface of the first panel and including a plurality of micro-shutters corresponding to each of the pixels
  • a control unit controlling a light emitting unit of the first panel to output an image and adjusting a contrast ratio by controlling a micro shutter of the second panel, wherein the micro shutter is disposed at a position corresponding to the light emitting unit.
  • the display device of the present invention can adjust the transparency, so that different display effects can be produced depending on the situation.
  • FIG. 1 is a block diagram for explaining each configuration of a display device of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of a display device of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining brightness control of a conventional display device.
  • FIG. 4 is a diagram showing a first panel and a second panel of the display device of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram showing various embodiments of each pixel of the first panel of the transparent display device of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram showing the micro-shutter structure of the second panel of the display device of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram showing the transmittance according to driving of the micro-shutter of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an alignment pattern for aligning a first panel and a second panel of a display device according to the present invention.
  • FIG. 9 and 10 are A-A sectional views of FIG. 4 .
  • FIG. 11 is a B-B cross-sectional view of FIG. 4;
  • FIG. 12 is a diagram showing another embodiment of the second panel of the display device of the present invention.
  • the video display device described in this specification is, for example, an intelligent video display device in which a computer support function is added to a broadcast reception function, and an Internet function is added while being faithful to the broadcast reception function.
  • a more user-friendly interface such as a space remote control may be provided.
  • functions such as e-mail, web browsing, banking, or game can be performed.
  • a standardized universal OS can be used for these various functions.
  • the video display device may be, for example, a network TV, HBBTV, smart TV, or the like, and may also be applied to a smart phone in some cases.
  • the display device 100 includes a broadcast reception unit 110, an external device interface unit 171, a network interface unit 172, a storage unit 140, a user input interface unit 173, an input unit 130, and a control unit 180. , a display 150, an audio output unit 160, and/or a power supply unit 190.
  • the broadcast receiver 110 may include a tuner 111 and a demodulator 112 .
  • the display device 100 includes only the external device interface 171 and the network interface 172 among the broadcast receiver 110, the external device interface 171, and the network interface 172. It is also possible to do That is, the display device 100 may not include the broadcast receiver 110.
  • the tuner unit 111 may select a broadcast signal corresponding to a channel selected by a user or all pre-stored channels among broadcast signals received through an antenna (not shown) or a cable (not shown).
  • the tuner unit 111 may convert the selected broadcasting signal into an intermediate frequency signal or a baseband video or audio signal.
  • the tuner unit 111 may convert it into a digital IF signal (DIF), and if it is an analog broadcasting signal, it may be converted into an analog baseband video or audio signal (CVBS/SIF). That is, the tuner unit 111 may process a digital broadcasting signal or an analog broadcasting signal.
  • An analog baseband video or audio signal (CVBS/SIF) output from the tuner unit 111 may be directly input to the controller 180.
  • the tuner unit 111 may sequentially select broadcast signals of all broadcast channels stored through a channel storage function among received broadcast signals, and convert them into intermediate frequency signals or baseband video or audio signals.
  • the tuner unit 111 may include a plurality of tuners in order to receive broadcast signals of a plurality of channels. Alternatively, a single tuner that simultaneously receives broadcast signals of multiple channels is also possible.
  • the demodulation unit 112 may perform a demodulation operation by receiving the digital IF signal DIF converted by the tuner unit 111 .
  • the demodulator 112 may output a stream signal TS after performing demodulation and channel decoding.
  • the stream signal may be a signal in which a video signal, an audio signal, or a data signal is multiplexed.
  • a stream signal output from the demodulator 112 may be input to the control unit 180 .
  • the controller 180 may output an image through the display 150 and output audio through the audio output unit 160 .
  • the sensing unit 120 refers to a device that senses a change in the display device 100 or an external change.
  • a proximity sensor an illumination sensor, a touch sensor, an infrared sensor, an ultrasonic sensor, an optical sensor, for example , camera), a voice sensor (eg, a microphone), a battery gauge, and an environmental sensor (eg, a hygrometer, a thermometer, etc.).
  • the control unit 180 may check the state of the display device 100 based on the information collected by the sensing unit 120 and, when a problem occurs, notify the user or adjust the display device 100 to maintain the best state.
  • the input unit 130 may be provided on one side of the main body of the display device 100 .
  • the input unit 130 may include a touch pad or a physical button.
  • the input unit 130 may receive various user commands related to the operation of the display device 100 and transmit control signals corresponding to the input commands to the controller 180 .
  • the number of display devices 100 in which the physical button-type input unit 130 exposed to the outside is minimized is increasing. Instead, a minimum physical button is located on the rear or side surface, and a user input can be received through the remote control device 200 through a touch pad or a user input interface unit 173 to be described later.
  • the storage unit 140 may store programs for processing and controlling each signal in the control unit 180, or may store signal-processed video, audio, or data signals.
  • the storage unit 140 stores application programs designed for the purpose of performing various tasks processable by the control unit 180, and upon request from the control unit 180, selectively selects some of the stored application programs. can provide
  • Programs stored in the storage unit 140 are not particularly limited as long as they can be executed by the control unit 180 .
  • the storage unit 140 may also perform a function for temporarily storing video, audio, or data signals received from an external device through the external device interface unit 171 .
  • the storage unit 140 may store information about a predetermined broadcasting channel through a channel storage function such as a channel map.
  • FIG 1 shows an embodiment in which the storage unit 140 is provided separately from the control unit 180, the scope of the present invention is not limited thereto, and the storage unit 140 may be included in the control unit 180.
  • the storage unit 140 may include volatile memory (eg, DRAM, SRAM, SDRAM, etc.), non-volatile memory (eg, flash memory, hard disk drive (HDD)), solid state drive (Solid-state drive, etc.) state drive; SSD), etc.).
  • volatile memory eg, DRAM, SRAM, SDRAM, etc.
  • non-volatile memory eg, flash memory, hard disk drive (HDD)
  • solid state drive Solid-state drive, etc.
  • SSD solid-state drive
  • the display 150 may generate a driving signal by converting a video signal, a data signal, an OSD signal, a control signal, or a video signal, data signal, or control signal received from the interface unit 171 processed by the controller 180. there is.
  • the display 150 may include a display panel 181 having a plurality of pixels.
  • a plurality of pixels included in the display panel may include RGB sub-pixels.
  • the plurality of pixels included in the display panel may include RGBW sub-pixels.
  • the display 150 may generate driving signals for a plurality of pixels by converting image signals, data signals, OSD signals, and control signals processed by the controller 180 .
  • the display 150 may be a plasma display panel (PDP), a liquid crystal display (LCD), an organic light emitting diode (OLED), a flexible display, or the like, and may also have a 3D display. there is.
  • the 3D display 150 may be divided into a non-glasses type and a glasses type.
  • the display device includes a display module that occupies most of the front surface area and a case that covers the rear side of the display module and packages the display module.
  • the display device 100 is a display module 150 that can be bent such as LED (Light Emitting Diodes, Light Emitting Diodes) or OLED (Organic Light Emitting Diodes, Organic Light Emitting Diodes) in order to implement a curved screen by going beyond a flat surface. is available.
  • LED Light Emitting Diodes, Light Emitting Diodes
  • OLED Organic Light Emitting Diodes, Organic Light Emitting Diodes
  • the backlight unit is a device that uniformly supplies a light source and light supplied from the light source to a liquid crystal positioned on the front side.
  • the backlight unit became thinner, it was possible to implement a thin LCD, but it is difficult to implement the backlight unit with a bendable material, and when the backlight unit is bent, it is difficult to uniformly supply light to the liquid crystal, resulting in a problem in that the brightness of the screen changes.
  • each element constituting the pixel since each element constituting the pixel emits light on its own, it can be implemented curved without using a backlight unit. In addition, since each element emits light itself, even if the positional relationship with neighboring elements is changed, its own brightness is not affected. Therefore, the display module 150 that bends can be implemented using LED or OLED.
  • OLED Organic Light Emitting Diodes
  • OLED uses three types of phosphor organic compounds, red, green, and blue, which have self-luminous function, and electrons and positively charged particles injected from the cathode and anode are Since it is a light-emitting display product using a phenomenon that emits light by itself by combining within organic materials, there is no need for a backlight (halo device) that deteriorates color.
  • An LED (Light Emitting Diode) panel is a technology that uses one LED element as one pixel, and can implement a flexible display module 150 because the size of the LED element can be reduced compared to the prior art.
  • a device called an LED TV uses LED as a light source for a backlight unit that supplies light to an LCD, but the LED itself did not constitute a screen.
  • the display module includes a display panel, a coupling magnet located on the rear surface of the display panel, a first power supply unit, and a first signal module.
  • the display panel may include a plurality of pixels R, G, and B.
  • a plurality of pixels R, G, and B may be formed in each region where a plurality of data lines and a plurality of gate lines intersect.
  • the plurality of pixels R, G, and B may be arranged or arranged in a matrix form.
  • the plurality of pixels R, G, and B include a red ('R') sub-pixel, a green ('G') sub-pixel, and a blue ('B') sub-pixel.
  • the plurality of pixels R, G, and B may further include a white ('W') sub-pixel.
  • a side displaying an image may be referred to as a front side or a front side.
  • the side on which the image cannot be observed may be referred to as a rear side or a rear side.
  • the display 150 may be configured as a touch screen and used as an input device in addition to an output device.
  • the audio output unit 160 receives the audio-processed signal from the control unit 180 and outputs it as audio.
  • the interface unit 170 serves as a passage for various types of external devices connected to the display device 100 .
  • the interface unit may include a wireless method using an antenna as well as a wired method for transmitting and receiving data through a cable.
  • the interface unit 170 includes a wired/wireless headset port, an external charger port, a wired/wireless data port, a memory card port, and a port for connecting a device having an identification module ( port), an audio I/O (Input/Output) port, a video I/O (Input/Output) port, and an earphone port.
  • a device having an identification module ( port), an audio I/O (Input/Output) port, a video I/O (Input/Output) port, and an earphone port.
  • An example of the wireless method may include the broadcast receiver 110 described above, and may include not only broadcast signals but also mobile communication signals, short-distance communication signals, wireless Internet signals, and the like.
  • the external device interface unit 171 may transmit or receive data with a connected external device.
  • the external device interface unit 171 may include an A/V input/output unit (not shown).
  • the external device interface unit 171 can be connected to external devices such as DVD (Digital Versatile Disk), Blu-ray, game devices, cameras, camcorders, computers (laptops), set-top boxes, etc. through wired/wireless connections. It can also perform input/output operations with external devices.
  • DVD Digital Versatile Disk
  • Blu-ray Blu-ray
  • game devices cameras
  • camcorders computers
  • computers laptops
  • set-top boxes etc.
  • the external device interface unit 171 establishes a communication network with various remote control devices 200 to receive a control signal related to the operation of the display device 100 from the remote control device 200 or display device 100. ) It is possible to transmit data related to the operation of the remote control device (200).
  • the external device interface unit 171 may include a wireless communication unit (not shown) for short-range wireless communication with other electronic devices. Through this wireless communication unit (not shown), the external device interface unit 171 can exchange data with an adjacent mobile terminal. In particular, the external device interface unit 171 may receive device information, running application information, application image, and the like from the mobile terminal in the mirroring mode.
  • the network interface unit 172 may provide an interface for connecting the display device 100 to a wired/wireless network including the Internet network.
  • the network interface unit 172 may receive content or data provided by the Internet or a content provider or network operator through a network.
  • the network interface unit 172 may include a communication module (not shown) for connection to a wired/wireless network.
  • External device interface unit 171 and / or network interface unit 172 is Wi-Fi (Wireless Fidelity), Bluetooth (Bluetooth), Bluetooth Low Energy (Bluetooth Low Energy; BLE), Zigbee (Zigbee), NFC (Near Field Communication) ), long-term evolution (LTE), LTE Advance (LTE-A), code division multiple access (CDMA), wideband CDMA (WCDMA), universal mobile telecommunications system (UMTS), WiBro ( A communication module for cellular communication such as wireless broadband) may be included.
  • Wi-Fi Wireless Fidelity
  • Bluetooth Bluetooth
  • Bluetooth Low Energy Bluetooth Low Energy
  • BLE Zigbee
  • NFC Near Field Communication
  • LTE long-term evolution
  • LTE-A LTE Advance
  • CDMA code division multiple access
  • WCDMA wideband CDMA
  • UMTS universal mobile telecommunications system
  • WiBro A communication module for cellular communication such as wireless broadband
  • the user input interface unit 173 may transmit a signal input by the user to the controller 180 or transmit a signal from the controller 180 to the user.
  • user input signals such as power on/off, channel selection, and screen setting may be transmitted/received from the remote control device 200, or local keys (not shown) such as power keys, channel keys, volume keys, and set values may be used.
  • a user input signal input from the controller 180 is transmitted to the controller 180, a user input signal input from a sensor unit (not shown) sensing a user's gesture is transmitted to the controller 180, or a signal from the controller 180 is transmitted to the controller 180. It can be transmitted to the sensor unit.
  • the controller 180 may include at least one processor, and may control the overall operation of the display device 100 using the processor included in the processor.
  • the processor may be a general processor such as a central processing unit (CPU).
  • the processor may be a dedicated device such as an ASIC or other hardware-based processor.
  • the control unit 180 demultiplexes streams input through the tuner unit 111, the demodulation unit 112, the external device interface unit 171, or the network interface unit 172, or processes the demultiplexed signals, A signal for video or audio output can be generated and output.
  • the image signal processed by the controller 180 may be input to the display 150 and displayed as an image corresponding to the corresponding image signal. Also, the image signal processed by the control unit 180 may be input to an external output device through the external device interface unit 171 .
  • the audio signal processed by the controller 180 may be output as sound to the audio output unit 160 . Also, the voice signal processed by the control unit 180 may be input to an external output device through the external device interface unit 171 .
  • the controller 180 may include a demultiplexer, an image processor, and the like. This will be described later with reference to FIG. 3 .
  • the controller 180 may control overall operations within the display device 100 .
  • the control unit 180 may control the tuner unit 111 to select (tuning) a broadcast corresponding to a channel selected by a user or a pre-stored channel.
  • the controller 180 may control the display device 100 according to a user command input through the user input interface unit 173 or an internal program. Meanwhile, the controller 180 may control the display 150 to display an image.
  • the image displayed on the display 150 may be a still image or a moving image, and may be a 2D image or a 3D image.
  • the controller 180 may display a predetermined 2D object within an image displayed on the display 150 .
  • the object may be at least one of a connected web screen (newspaper, magazine, etc.), an electronic program guide (EPG), various menus, widgets, icons, still images, moving pictures, and text.
  • EPG electronic program guide
  • the controller 180 may modulate and/or demodulate a signal using an Amplitude Shift Keying (ASK) method.
  • ASK Amplitude Shift Keying
  • the amplitude shift keying (ASK) method may refer to a method of modulating a signal by varying the amplitude of a carrier wave according to a data value or restoring an analog signal to a digital data value according to the amplitude of a carrier wave.
  • control unit 180 may modulate the video signal using an amplitude shift keying (ASK) method and transmit the video signal through a wireless communication module.
  • ASK amplitude shift keying
  • the controller 180 may demodulate and process an image signal received through a wireless communication module using an amplitude shift keying (ASK) method.
  • ASK amplitude shift keying
  • the display device 100 can easily transmit and receive signals with other image display devices disposed adjacent to it without using a unique identifier such as a MAC address (Media Access Control Address) or a complex communication protocol such as TCP/IP.
  • a unique identifier such as a MAC address (Media Access Control Address) or a complex communication protocol such as TCP/IP.
  • the display device 100 may further include a photographing unit (not shown).
  • the photographing unit may photograph the user.
  • the photographing unit may be implemented with one camera, but is not limited thereto, and may be implemented with a plurality of cameras. Meanwhile, the photographing unit may be embedded in the display device 100 above the display 150 or disposed separately. Image information captured by the photographing unit may be input to the controller 180 .
  • the controller 180 may recognize the location of the user based on the image captured by the photographing unit. For example, the controller 180 may determine the distance (z-axis coordinate) between the user and the display device 100 . In addition, the controller 180 may determine the x-axis coordinate and the y-axis coordinate within the display 150 corresponding to the user's location.
  • the controller 180 may detect a user's gesture based on an image photographed by the photographing unit or each signal detected by the sensor unit, or a combination thereof.
  • the power supply 190 may supply corresponding power throughout the display device 100 .
  • power can be supplied to the control unit 180, which can be implemented in the form of a system on chip (SOC), the display 150 for displaying images, and the audio output unit 160 for outputting audio.
  • SOC system on chip
  • the power supply unit 190 may include a converter (not shown) that converts AC power into DC power and a DC/Dc converter (not shown) that converts the level of the DC power.
  • the power supply unit 190 serves to distribute power to each component by receiving power from the outside.
  • the power supply unit 190 may use a method of supplying AC power by directly connecting to an external power source, and may include a power supply unit 190 in a form that can be charged and used by including a battery.
  • the charging holder may be connected to the display device through a terminal exposed to the outside, or a built-in battery may be charged when approached using a wireless method.
  • the remote control device 200 may transmit a user input to the user input interface unit 173.
  • the remote control device 200 may use Bluetooth, Radio Frequency (RF) communication, Infrared Radiation (IR) communication, Ultra-wideband (UWB), ZigBee, or the like.
  • the remote control device 200 may receive a video, audio, or data signal output from the user input interface unit 173, and display or output it through the remote control device 200.
  • the above-described display device 100 may be a digital broadcasting receiver capable of receiving fixed or mobile digital broadcasting.
  • the block diagram of the display device 100 shown in FIG. 1 is only a block diagram for one embodiment of the present invention, and each component of the block diagram is integrated according to the specifications of the display device 100 actually implemented, may be added or omitted.
  • two or more components may be combined into one component, or one component may be subdivided into two or more components.
  • functions performed in each block are for explaining an embodiment of the present invention, and the specific operation or device does not limit the scope of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of the display device 100 of the present invention.
  • the transparent display device 100 is installed on a window or the like to allow inflow of light and output an image, it is a type of display device 100 that has recently been increasingly utilized.
  • the transparent display device 100 has a problem in that light introduced from the rear is emitted to the front and the image output from the display module 150 is not reflected from the rear and does not reach the user in the front direction. That is, there is a problem in that a clear screen cannot be obtained due to a low contrast ratio.
  • FIG. 3 is a view for explaining brightness control of a conventional display device 100
  • (a) is an embodiment in which a light blocking panel corresponding to the size of the display module 150 is disposed on the rear surface of the display module 150.
  • This is an embodiment provided with a light blocking panel capable of adjusting transparency by an electrical signal.
  • the type shown in (a) requires a driving unit such as a motor to physically arrange the shading panel on the rear surface of the display module 150, requires a separate structure to accommodate the shading panel, and disposes and removes the shading panel. There are issues that take time to do.
  • transparency of the light blocking panel including the electrochromic material can be adjusted through transparent electrodes on both sides.
  • An example of the electrochromic material may be a liquid crystal.
  • such an electrochromic material has a transmittance change range of up to 45%, so the contrast ratio improvement effect is limited.
  • the present invention is characterized in that the light blocking panel is implemented using the micro shutter 321.
  • 4 is a diagram showing the first panel 310 and the second panel 320 of the display device 100 of the present invention. This is an enlarged view of a part of the display device 100 and may include a visible area in which an image is output and an invisible area in which side wires are disposed.
  • the display device 100 of the present invention may include a first panel on which an image is output, and a second panel 320 located on the rear surface of the first panel 310 to adjust transparency.
  • the first panel 310 is composed of a plurality of pixels 311, and a micro shutter 321 may be disposed corresponding to each pixel 311.
  • Each pixel 311 of the first panel 310 includes a light emitting part 311a and a light emitting part 311b, and the light emitting part 311a is divided into red, blue, and green to express color, and white may also include
  • the light transmitting part 311b may be disposed adjacent to the light emitting part 311a and may include a transparent material that transmits light on the rear surface.
  • the user can enjoy an image through the light emitted from the light emitting unit 311a and simultaneously view an object on the back side through the light emitting unit 311b. If the area of the light emitting part 311b is too wide, there is a problem that the size of the pixel 311 increases, so the area ratio of the light emitting part 311b and the light emitting part 311a may be configured to be around 50%.
  • the light emitting part 311b is the pixel 311 ) may have an area of about 45% per.
  • the light emitting units 311a may be arranged side by side in a vertical direction as shown in (a) of FIG. 5 or in a horizontal direction as shown in (b), or may be implemented in an array form as shown in (c).
  • the vertical structure of the light emitting unit 311a is layered with a color filter 315, an organic light emitting diode 313, and a thin film transistor (TFT) 314 on a transparent substrate 325. It can be configured to have a structure.
  • the color filter 315 may include three colors or four colors including white to implement the above-described color for each pixel 311, and may include a light source for emitting light on the rear surface of the color filter 315. As a switch for controlling ON/OFF of the light source, TFTs 313 may be disposed one by one for each pixel 311 .
  • FIG. 6 is a diagram showing the structure of the micro shutter 321 of the second panel 320 of the display device 100 of the present invention.
  • (a) is a plan view
  • (b) is a cross-sectional side view showing an OFF state for implementing the display module 150 in a transparent state
  • (c) is an ON state for implementing the display module 150 in an opaque state. It is a cross-sectional side view showing the state.
  • the micro shutters 321 are provided one by one for each pixel 311 of the first panel 310, and are located in the wiring part 322 located in an area corresponding to the light emitting part 311a and in a position corresponding to the light emitting part 311b. It includes a shutter unit 324 disposed thereon.
  • the shutter unit 324 is deformed as shown in (b) and (c) of FIG. 6 and the transparency can be adjusted by covering or opening the light transmitting unit 331b.
  • the shutter unit 324 includes two shutter metals 324a and 324b having different coefficients of thermal expansion.
  • the shutter metals 324a and 324b are overlapped in the thickness direction and may include a hot wire 323 positioned between the shutter metals 324a and 324b.
  • the shutter metals 324a and 324b may include, for example, a first shutter metal 324a made of aluminum and a second shutter metal 324b made of silicon dioxide (S iO 2 ).
  • the thermal expansion coefficient of aluminum is 23.1X10 -6 /K and the thermal expansion coefficient of silicon dioxide is 0.5X10 -6 /K, showing a large difference.
  • the hot wire 323 may use a material having high power resistance, such as titanium.
  • Both ends of the hot wire 323 may be positioned on the wiring unit 322 and may be configured to pass over a large area in a zigzag or spiral pattern between the shutter metals 324a and 324b.
  • FIG. 7 is a diagram showing transmittance according to driving of the micro-shutter 321 according to the present invention.
  • the shutter unit 324 When the shutter unit 324 is completely open, that is, in the OFF state, 100% of the light passes through the light emitting unit 311b, but transparency can be adjusted by partially covering it as shown in (b).
  • a clear screen like the general opaque display device 100 When completely covered as in (c), a clear screen like the general opaque display device 100 can be obtained.
  • the wiring unit 322 may include a substrate 325 in which a signal line for applying power to the hot wire 323 is located and has a thickness greater than or equal to a driving range of the shutter unit 324 . As shown in (b) of FIG. 6, when the shutter unit 324 is in an OFF state, the substrate 325 is configured to have a sufficient thickness so that the end of the shutter unit 324 does not touch the first panel 310, so that the shutter unit 324 ) can be prevented from being caught during operation.
  • FIG. 8 is a diagram showing alignment patterns 316 and 326 for aligning the first panel 310 and the second panel 320 of the display device 100 according to the present invention.
  • (a) shows the rear surface of the first panel 310 and
  • (b) shows the front surface of the second panel 320 .
  • It may be composed of a first alignment pattern 316 positioned on the rear surface of the light emitting part 311a of the first panel 310 and a second alignment pattern 326 formed on the front surface of the second panel 320 .
  • the first alignment pattern 316 and the second alignment pattern 326 have concavo-convex shapes capable of being engaged with each other, and may be configured in a pin shape or formed in a specific shape. Transparency of each pixel 311 can be adjusted only when the first alignment pattern 316 and the second alignment pattern 326 are engaged and the first panel 310 and the second panel 320 are placed in an accurate position. .
  • FIG. 9 and 10 are A-A sectional views of FIG. 4 .
  • 9 shows a transparent state, that is, the shutter unit 324 is in an OFF state (open state)
  • FIG. 10 shows a shutter unit 324 in an ON state (cover state).
  • the first panel 310 includes a transparent encapsulation layer 218 and a glass layer 219 on the front and back surfaces to protect the color filter 315 and the TFT 313 in addition to the above-described image output configuration. can do.
  • the second panel 320 may include a pair of transparent substrates 328 on which a plurality of micro shutters 321 are disposed, and the shutter unit 324 may move between the transparent substrates 328 .
  • the shutter unit 324 Normally, the shutter unit 324 maintains an open state as shown in FIG. 9 to maintain a transparent state, and when power is applied, the shutter unit 324 closes as shown in FIG. 10 to cover the light-transmitting layer.
  • the length (d) of the shutter unit 324 extending from the wiring unit 322 must be longer than the length (b) of the light transmitting unit 311b of the first panel 310 (d>b) and the second panel 320 )
  • the thickness (c) of the shutter unit 324 may be configured to a size greater than or equal to the bending length. Since the length at which the shutter part 324 is bent from the horizontal direction to the vertical direction corresponds to the length of the light transmitting part 311b, the thickness c of the second panel 320 may have a length greater than or equal to the length of the light transmitting part 311b. Yes (c>b).
  • the end of the light emitting part 311b is disposed to overlap the light emitting part 311a of the neighboring pixel 311 as shown in FIG. 10 . It can be. Therefore, the length of the wiring part 322 may be shorter than the length of the light emitting part 311a (e ⁇ a).
  • FIG. 11 is a B-B cross-sectional view of FIG. 4;
  • a side wiring 317 connected to a drive IC is located at an end of the first panel 310 .
  • the side wiring 317 is a non-output unit that does not output an image and does not directly affect the contrast ratio of the image.
  • the micro shutter 321 may be omitted.
  • FIG. 12 is a diagram showing another embodiment of the second panel 320 of the display device 100 of the present invention.
  • the second panel 320 is configured by arranging a plurality of micro shutters 321 .
  • the second panel 320 is technically difficult to construct in a large area, so a plurality of shutter modules 320' configured in a certain size are arranged like tiles to construct the second panel 320. can do.
  • each shutter module 320' needs to be electrically connected, and each shutter module 320' is electrically connected by dotting (soldering) a conductive material 327 such as silver paste on the electrode boundary of the shutter module. can connect As described above, the display device 100 of the present invention can adjust the transparency, so that different display effects can be produced according to circumstances.

Landscapes

  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

발광부와 투광부로 구성된 픽셀이 어레이를 이루며 배치된 제1 패널; 및 상기 제1 패널의 배면에 위치하며 상기 픽셀 각각에 대응하는 복수개의 마이크로 셔터를 포함하는 제2 패널을 포함하며, 상기 마이크로 셔터는, 상기 발광부에 대응하는 위치에 배치되는 배선부; 및 상기 투광부에 대응하는 위치에 배치되는 셔터부를 포함하고, 상기 셔터부는 열팽창계수가 다르고 두께 방향으로 중첩해 배치된 한 쌍의 셔터메탈; 및 상기 셔터메탈 사이에 위치하는 열선을 포함하는 디스플레이 모듈은 투명도를 조절할 수 있어 상황에 따라 다른 디스플레이 효과를 연출할 수 있다.

Description

디스플레이 모듈 및 이를 포함하는 디스플레이 디바이스
본 발명은 투명 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 모듈 및 이를 구비한 디스플레이 디바이스를 제공하는 것을 목적으로 한다.
발광부와 투광부로 구성된 픽셀이 어레이를 이루며 배치된 제1 패널; 및 상기 제1 패널의 배면에 위치하며 상기 픽셀 각각에 대응하는 복수개의 마이크로 셔터를 포함하는 제2 패널을 포함하며, 상기 마이크로 셔터는, 상기 발광부에 대응하는 위치에 배치되는 배선부; 및 상기 투광부에 대응하는 위치에 배치되는 셔터부를 포함하고, 상기 셔터부는 열팽창계수가 다르고 두께 방향으로 중첩해 배치된 한 쌍의 셔터메탈; 및 상기 셔터메탈 사이에 위치하는 열선을 포함하는 디스플레이 모듈을 제공한다.
상기 셔터부는 상기 열선에 전원이 인가되면 상기 투광부를 커버하여 상기 디스플레이 모듈을 불투명 상태로 전환하는 ON모드와, 상기 열선에 전원이 인가되지 않으면 상기 투광부를 개방하여 상기 디스플레이 모듈을 투명 상태로 전환하는 OFF모드 중 하나로 동작할 수 있다.
상기 발광부와 투광부는 제1 방향으로 나란히 배치되고, 상기 셔터부의 상기 제1 방향 길이는 상기 투광부의 상기 제1 방향 길이 이상을 가질 수 있다.
상기 제2 패널의 두께는 상기 셔터부의 제1 방향 길이 이상을 가질 수 있다.
상기 셔터부는 상기 ON모드에서 이웃하는 픽셀의 발광부와 단부가 중첩될 수 있다.
상기 셔터부는 상기 OFF모드에서 상기 투광부에서 이동하여 상기 발광부와 중첩배치될 수 있다.
상기 한 쌍의 셔터메탈은 열팽창 계수가 큰 금속이 전면에 위치할 수 있다.
상기 열선은 상기 셔터메탈에 균일하게 배치될 수 있다.
상기 열선은 상기 배선부에 인접한 위치에 더 조밀하게 배치될 수 있다.
상기 발광부의 배면에 위치하는 제1 얼라인 패턴; 및 상기 배선부의 전면에 위치하며 상기 제1 얼라인핀과 결합하는 제2 얼라인 패턴을 포함할 수 있다.
상기 제1 패널은 단부에 상기 각 발광부에 제어신호를 전달하는 측면배선을 포함하고, 상기 제2 패널은 상기 측면배선에 대응되는 위치에 상기 마이크로 셔터를 생략할 수 있다.
상기 제2 패널은 복수개의 마이크로 셔터를 포함하는 셔터모듈 복수개가 각 셔터모듈의 배선부 사이의 전극을 연결하여 구성할 수 있다.
상기 제2 패널은 배면에 결합된 셔터커버층을 더 포함할 수 있다.
상기 발광부는 적색, 청색, 녹색의 컬러필터, 유기발광 다이오드 및 TFT를 포함할 수 있다.
상기 제1 패널과 상기 제2 패널 사이에 위치하는 글래스 층을 더 포함할 수 있다.
발광부와 투광부로 구성된 픽셀이 어레이를 이루며 배치된 제1 패널; 상기 제1 패널의 배면에 위치하며 상기 픽셀 각각에 대응하는 복수개의 마이크로 셔터를 포함하는 제2 패널; 및 상기 제1 패널의 발광부를 제어하여 영상을 출력하고, 상기 제2 패널의 마이크로 셔터를 제어하여 명암비를 조절하는 제어부를 포함하며, 상기 마이크로 셔터는, 상기 발광부에 대응하는 위치에 배치되는 배선부; 상기 투광부에 대응하는 위치에 배치되는 셔터부를 포함하고, 상기 셔터부는 열팽창계수가 다르고 두께 방향으로 중첩해 배치된 한 쌍의 셔터메탈; 및 상기 셔터메탈 사이에 위치하는 열선을 포함하는 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 디바이스의 제1 패널과 제2 패널을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 투명 디스플레이 디바이스의 제1 패널의 각 픽셀의 다양한 실시예를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 디스플레이 디바이스의 제2 패널의 마이크로 셔터 구조를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 마이크로 셔터의 구동에 따른 투과율을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 디스플레이 디바이스의 제1 패널과 제2 패널의 정렬을 위한 얼라인 패턴을 도시한 도면이다.
도 9 및 도 10은 도 4의 A-A 단면도이다.
도 11은 도 4의 B-B 단면도이다.
도 12는 본 발명의 디스플레이 디바이스의 제2 패널의 다른 실시예를 도시한 도면이다.
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(150)는 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
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 마이크로 셔터(321)를 이용하여 차광패널을 구현한 것을 특징으로 한다. 도 4는 본 발명의 디스플레이 디바이스(100)의 제1 패널(310)과 제2 패널(320)을 도시한 도면이다. 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 4를 참고하면 본 발명의 디스플레이 디바이스(100)는 영상이 출력되는 제 패널과, 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 마이크로 셔터(321)가 배치될 수 있다.
도 5는 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. 투광부(311b)의 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, 투광부(311b)의 폭을 200 um정도로 설계하면, 투광부(311b)는 픽셀(311) 당 약 45%의 면적을 가질 수 있다.
발광부(311a)는 도 5의 (a)와 같이 수직방향이나 (b)와 같이 수평 방향으로 나란히 배치되거나 (c)와 같이 어레이 형태로 구현될 수도 있다. 발광부(311a)의 수직구조는 도 5의 (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 6은 본 발명의 디스플레이 디바이스(100)의 제2 패널(320)의 마이크로 셔터(321) 구조를 도시한 도면이다. (a)는 평면도이고, (b)는 디스플레이 모듈(150)을 투명한 상태로 구현하기 위한 OFF 상태를 도시한 측단면도이며, (c)는 디스플레이 모듈(150)을 불투명한 상태로 구현하기 위한 ON상태를 도시한 측단면도이다.
마이크로 셔터(321)는 제1 패널(310)의 픽셀(311) 하나당 하나씩 구비되며, 발광부(311a)에 대응하는 영역에 위치하는 배선부(322)와 투광부(311b)에 대응하는 위치에 배치된 셔터부(324)를 포함한다.
셔터부(324)는 도 6의(b) 및 (c)와 같이 변형하며 투광부(331b)를 커버 또는 오픈하여 투명도를 조절할 수 있다. 셔터부(324)는 열팽창계수가 상이한 두장의 셔터메탈(324a, 324b)을 포함한다. 셔터메탈(324a, 324b)은 두께방향으로 중첩배치되며, 셔터메탈(324a, 324b) 사이에 위치하는 열선(323)을 포함할 수 있다.
셔터메탈(324a, 324b)은 예를 들어 알루미늄으로 이루어진 제1 셔터메탈(324a)과 이산화 규소(S iO2)로 이루어진 제2 셔터메탈(324b)을 포함할 수 있다. 알루미늄의 열팽창 계수는 23.1X10-6/K이고 이산화 규소의 열팽창계수 0.5X10-6/K로 차이가 크게 나타난다. 열선(323)은 티타늄과 같이 전원이 저항이 큰 소재를 이용할 수 있다.
열선(323)의 양 단부는 배선부(322)에 위치하고 셔터메탈(324a, 324b) 사이에서 지그재그나 나선과 같이 넓은 면적을 지나가도록 구성할 수 있다. 열선(323)에 전원이 인가되면 온도가 상승하고, 열팽창계수가 큰 제1 셔터메탈(324a)의 변형이 크게 나타나 (b)에서 (c)와 같이 셔터부(324)가 펼쳐지고 투광부(311b)를 커버할 수 있다.
도 7은 본 발명의 마이크로 셔터(321)의 구동에 따른 투과율을 도시한 도면이다. 셔터부(324)가 완전히 열린 상태, 즉 OFF상태에서는 빛이 투광부(311b)를 통해 100% 통과하나, (b)와 같이 부분적으로 커버하여 투명도를 조절할 수 있다. (c)와 같이 완전히 커버하는 경우 일반 불투명한 디스플레이 디바이스(100)처럼 선명한 화면을 얻을 수 있다.
배선부(322)는 열선(323)에 전원을 인가하기 위한 신호선이 위치하며, 셔터부(324)의 구동범위 이상의 두께를 가지는 기판(325)을 포함할 수 있다. 도 6의 (b)와 같이 셔터부(324)가 OFF상태에서 기판(325)은 셔터부(324)의 단부가 제1 패널(310)에 닿지 않도록 충분한 두께를 가지도록 구성하여 셔터부(324)가 동작 중에 걸리는 것을 방지할 수 있다.
도 8은 본 발명의 디스플레이 디바이스(100)이 제1 패널(310)과 제2 패널(320)의 정렬을 위한 얼라인 패턴(316, 326)을 도시한 도면이다. (a)는 제1 패널(310)의 배면을 (b)는 제2 패널(320)의 전면을 도시하고 있다. 제1 패널(310)의 발광부(311a)의 배면에 위치하는 제1 얼라인 패턴(316)과 제2 패널(320)의 전면에 형성된 제2 얼라인 패턴(326)으로 구성될 수 있다.
제1 얼라인 패턴(316)과 제2 얼라인 패턴(326)은 서로 맞물려 체결 가능한 요철형태를 가지며, 핀형태로 구성될 수 있고 특정 모양으로 형성될 수도 있다. 제1 얼라인 패턴(316)과 제2 얼라인 패턴(326)이 맞물려 정확한 위치에 제1 패널(310)과 제2 패널(320)이 배치되어야 각 픽셀(311)별 투명도 조절을 할 수 있다.
도 9 및 도 10은 도 4의 A-A 단면도이다. 도 9는 투명한 상태, 즉 셔터부(324)가 OFF상태(열린상태)이고, 도 10은 셔터부(324)가 ON상태(커버상태)를 도시하고 있다.
제1 패널(310)은 전술한 영상을 출력하는 구성 이외에 컬러필터(315)와 TFT(313)를 보호하기 위해 전면과 배면에 투명한 봉지층(encapsulation layer, 218)과 글래스층(219)를 포함할 수 있다. 제2 패널(320)은 복수 개의 마이크로 셔터(321)가 배치되는 한 쌍의 투명기판(328)을 포함할 수 있으며, 투명기판(328) 사이에서 셔터부(324)가 움직일 수 있다.
평소에는 투명한 상태를 유지하기 위해 도 9와 같이 셔터부(324)가 열린 상태를 유지하고 있으며, 전원이 인가되면 도 10과 같이 셔터부(324)가 닫히면서 투광층을 커버한다.
셔터부(324)의 배선부(322)에서 연장된 길이(d)는 제1 패널(310)의 투광부(311b)의 길이(b)보다 더 길어야 하고 (d>b) 제2 패널(320)의 두께(c)는 셔터부(324)가 꺾이는 길이 이상의 크기로 구성할 수 있다. 셔터부(324)가 수평방향에서 수직방향으로 꺽어지는 길이는 투광부(311b)의 길이에 상응하므로 제2 패널(320)의 두께(c)는 투광부(311b)의 길이 이상의 길이를 가질 수 있다(c>b).
셔터부(324)가 ON상태에서 투광부(311b)를 완전히 커버하기 위해 투광부(311b)의 단부는 도 10에 도시된 바와 같이 이웃하는 픽셀(311)의 발광부(311a)와 중첩되게 배치될 수 있다. 따라서, 배선부(322)의 길이는 발광부(311a)의 길이보다 더 짧게 구성할 수 있다(e<a).
도 11은 도 4의 B-B 단면도이다. 제1 패널(310)은 각 픽셀(311)에 제어신호를 송출하기 위해 드라이브 IC와 연결하는 측면배선(317)이 제1 패널(310)의 단부에 위치한다. 측면배선(317)은 영상을 출력하지 않는 비출력부로서 영상의 명암비에 직접적인 영향을 미치지 않는다. 측면배선(317)에 대응되는 영역은 도 11에 도시된 바와 같이, 마이크로 셔터(321)를 생략할 수 있다.
도 12는 본 발명의 디스플레이 디바이스(100)의 제2 패널(320)의 다른 실시예를 도시한 도면이다. 제2 패널(320)은 복수개의 마이크로 셔터(321)를 어레이 배치하여 구성한다. 다만, 제1 패널(310)과 달리 제2 패널(320)은 기술상 대면적으로 구성하기 어려워 일정크기로 구성한 복수개의 셔터모듈(320')을 타일과 같이 배치하여 제2 패널(320)을 구성할 수 있다.
이때 각 셔터모듈(320')은 전기적으로 연결할 필요가 있으며, 전기적 연결을 위해 실버페이스트와 같은 전도성 물질(327)을 셔터모듈의 전극경계부분에 도팅(솔더링)하여 각 셔터모듈(320')를 연결할 수 있다. 이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 디스플레이 디바이스(100)는 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.
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.

Claims (16)

  1. 발광부와 투광부로 구성된 픽셀이 어레이를 이루며 배치된 제1 패널; 및
    상기 제1 패널의 배면에 위치하며 상기 픽셀 각각에 대응하는 복수개의 마이크로 셔터를 포함하는 제2 패널을 포함하며,
    상기 마이크로 셔터는,
    상기 발광부에 대응하는 위치에 배치되는 배선부; 및
    상기 투광부에 대응하는 위치에 배치되는 셔터부를 포함하고,
    상기 셔터부는
    열팽창계수가 다르고 두께 방향으로 중첩해 배치된 한 쌍의 셔터메탈; 및
    상기 셔터메탈 사이에 위치하는 열선을 포함하는 디스플레이 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 셔터부는
    상기 열선에 전원이 인가되면 상기 투광부를 커버하여 상기 디스플레이 모듈을 불투명 상태로 전환하는 ON모드와,
    상기 열선에 전원이 인가되지 않으면 상기 투광부를 개방하여 상기 디스플레이 모듈을 투명 상태로 전환하는 OFF모드 중 하나로 동작하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 모듈.
  3. 제3항에 있어서,
    상기 발광부와 투광부는 제1 방향으로 나란히 배치되고,
    상기 셔터부의 상기 제1 방향 길이는
    상기 투광부의 상기 제1 방향 길이 이상인 것을 특징으로 하는 디스플레이 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 패널의 두께는 상기 셔터부의 제1 방향 길이 이상인 것을 특징으로 하는 디스플레이 모듈.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 셔터부의 단부는 상기 ON모드에서 이웃하는 픽셀의 발광부와 중첩되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 모듈.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 셔터부는 상기 OFF모드에서 상기 투광부에서 이동하여 상기 발광부와 중첩배치되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 한 쌍의 셔터메탈은
    열팽창 계수가 큰 금속이 전면에 위치하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 열선은 상기 셔터메탈에 균일하게 배치되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 모듈.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 열선은 상기 배선부에 인접한 위치에 더 조밀하게 배치되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 모듈.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 발광부의 배면에 위치하는 제1 얼라인 패턴; 및
    상기 배선부의 전면에 위치하며 상기 제1 얼라인핀과 결합하는 제2 얼라인 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 모듈.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1 패널은 단부에 상기 각 발광부에 제어신호를 전달하는 측면배선을 포함하고,
    상기 제2 패널은 상기 측면배선에 대응되는 위치에 상기 마이크로 셔터를 생략하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 모듈.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제2 패널은 복수개의 마이크로 셔터를 포함하는 셔터모듈 복수개가 각 셔터모듈의 배선부 사이의 전극을 연결하여 구성하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 모듈.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제2 패널은 배면에 결합된 셔터커버층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 모듈.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 발광부는 적색, 청색, 녹색의 컬러필터, 유기발광 다이오드 및 TFT를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 모듈.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 제1 패널과 상기 제2 패널 사이에 위치하는 글래스 층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 모듈.
  16. 발광부와 투광부로 구성된 픽셀이 어레이를 이루며 배치된 제1 패널;
    상기 제1 패널의 배면에 위치하며 상기 픽셀 각각에 대응하는 복수개의 마이크로 셔터를 포함하는 제2 패널; 및
    상기 제1 패널의 발광부를 제어하여 영상을 출력하고, 상기 제2 패널의 마이크로 셔터를 제어하여 명암비를 조절하는 제어부를 포함하며,
    상기 마이크로 셔터는,
    상기 발광부에 대응하는 위치에 배치되는 배선부; 및
    상기 투광부에 대응하는 위치에 배치되는 셔터부를 포함하고,
    상기 셔터부는
    열팽창계수가 다르고 두께 방향으로 중첩해 배치된 한 쌍의 셔터메탈; 및
    상기 셔터메탈 사이에 위치하는 열선을 포함하는 디스플레이 디바이스.
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