KR101726597B1 - 멀티터치 및 근접한 오브젝트 센싱이 가능한 디스플레이 장치 - Google Patents

멀티터치 및 근접한 오브젝트 센싱이 가능한 디스플레이 장치 Download PDF

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Abstract

멀티터치 및 근접한 오브젝트 센싱이 가능한 디스플레이 장치가 개시된다. 디스플레이 장치는, 오브젝트에 의해 발생하는 영상을 OLED 디스플레이 패널에 표시하고, 오브젝트의 의해 반사되어 개구부를 통해 입사된 비가시광을 센싱할 수 있다.

Description

멀티터치 및 근접한 오브젝트 센싱이 가능한 디스플레이 장치{DISPLAY APPARATUS FOR SENSING MULTI TOUCH AND PROXIMATED OBJECT}
오브젝트에 의한 터치 영상 또는 타겟 영상을 센싱하고, 센싱된 터치 영상또는 타겟 영상을 입력신호로 하여 반응하는 정보영상을 디스플레이 하는 장치에 관한 것이다.
디스플레이 기술이 발전하면서 디스플레이를 터치하는 오브젝트의 위치를 식별하는 기술의 관심이 증가하고 있다. 종래의 디스플레이 장치는, LCD 패널 내부(In-Cell), 또는 패널의 상판 글라스(On-Cell)에 센싱 장치를 적용하여, 터치 오브젝트 또는 근접 오브젝트에 반응하여 사용자와의 인터렉션을 제공한다.
특히, OLED 디스플레이 패널은 광효율이 높고, 시야각이 좋으며, 반응속도가 LCD 보다 좋다. 일반적으로, 가시광이나 적외선광(Infrared)에 반응하는 소자(Photo Sensor)인 결정질 실리콘(crystallized silicon) 또는 비정질 실리콘(amorphous silicon)은 반응층(Photoconductive layer)을 형성하는 데 이용된다. 이때, 터치 또는 근접 오브젝트 센싱을 위한 광원으로 가시광을 사용하는 경우, OLED 조명부의 광을 항상 일정하게 유지해야 하기 때문에 디스플레이 또는 조명으로 사용되는 OLED 조명부를 센싱하기 위한 광원으로 사용할 수 없다. 이에 따라, 터치 또는 근접 오브젝트를 센싱하기 위한 광으로는 비가시광을 사용해야만 한다.
또한, 광반응 소자를 OLED Panel에 집적함에 있어 결정질 실리콘 또는 비정질 실리콘은 OLED 제조 공정에서 주로 사용되지 않으므로 OLED 제조 공정에서 반응층을 형성하는데 어려움이 존재한다. 더욱이, 반응층을 형성하는데 이용되는 물질들은 가시광에서 반응이 좋으므로, 비가시광(IR)을 센싱하기 위해서는 OLED 패널안에 광반응층과 비가시광 투과필터를 협소한 영역 안에 미세하게 집적해야 하므로 어려움이 있다.
이에 따라, OLED 조명장치 또는 디스플레이 패널의 구조를 많이 변경하지 않으면서,, 상기 장치의 고유 품질(조명 또는 화질)을 유지하며 인터렉션을 위한 터치 및 근접 오브젝트를 센싱할 수 있는 수단을 갖는 디스플레이 기술이 필요하다.
디스플레이 장치는, 하나 이상의OLED(Organic Light Emitting Diodes) 발광 소자를 포함하며, 비가시광이 투과하는 OLED 조명부, 및 상기 OLED 조명부의 하부에 위치하며, 비가시광 및 그림자 중 적어도 하나를 센싱하는 센서 패널을 포함할 수 있다.
또한, 상기 OLED 조명부에 위치하며, 광을 투과시키는 개구부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 센서 패널에서 상기 개구부를 통해 수직으로 입사되는 광을 센싱하도록 상기 OLED 조명부와 상기 개구부 간의 경계에 위치하는 광 차단부를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 OLED 조명부는, 동일한 색상의 가시광을 발광하는 하나 이상의 OLED 발광 소자를 포함하며, 평면 패널 형태로 구성될 수 있다. 그러면, 상기 개구부는, 상기 동일한 색상의 가시광을 발광하는 하나 이상의 OLED 발광 소자 사이에 위치할 수 있다.
또한, 상기 OLED 조명부는, 다양한 색상의 가시광을 발광하는 하나 이상의 OLED 발광 소자로 구성된 OLED 디스플레이 패널이 될 수 있다. 그러면, 상기 개구부는, 상기 다양한 색상의 광을 발광하는 하나 이상의 OLED 발광 소자 사이에 위치할 수 있다.
또한, 상기 센서 패널의 하부에 위치하며, 상기 OLED 조명부를 터치, 또는 상기 OLED 조명부 위에 근접한 오브젝트를 센싱하기 위한 비가시광을 방사하는 백라이트 유닛을 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 센서 패널의 하부에 상기 백라이트 유닛이 위치한 경우, 상기 개구부는, 상기 OLED 조명부와 상기 센서 패널 모두에 형성될 수 있다.
또한, 상기 OLED 조명부는, 오브젝트를 센싱하기 위한 비가시광을 방사하는 비가시 광원이 삽입된 구조를 가질 수 있다.
또한, 상기 OLED 조명부의 상부에 위치하며, 오브젝트를 센싱하기 위한 비가시광을 조영하는 프론트 라이트 유닛을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 OLED 조명부의 외부에 위치하며, 오브젝트를 센싱하기 위한 비가시광을 방사하는 비가시 광원을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 센서 패널은, 상기 OLED 조명부를 통해 수신되는 광들을 필터링하여 상기 비가시광 및 그림자를 통과시키는 비가시광 패스 필터, 및 상기 필터링을 통해 통과된 비가시광 및 그림자를 상기 개구부를 통해 센싱하는 광 반응층(Photoconductive Layer)을 포함할 수 있다.
본 디스플레이 장치는, 하나 이상의OLED(Organic Light Emitting Diodes) 발광 소자를 포함하며, 파장이 긴 비가시광을 투과시키는 OLED 조명부, 및 상기 OLED 조명부의 하부에 위치하며, 상기 파장이 긴 비가시광 및 그림자 중 적어도 하나를 센싱하는 센서 패널을 포함할 수 있다.
이때, 상기 OLED 조명부는, 동일한 색상의 가시광을 발광하는 하나 이상의 OLED 발광 소자를 포함하며, 평면 패널 형태로 구성될 수 있다. 그리고, 상기 동일한 색상의 가시광을 발광하는 소자가 파장이 긴 적외선을 투과 시킬 정도로 얇게 설계 되는 경우, 상기 센서 패널은, 상기 OLED 조명부를 통해 입사된 적외선 광을 센싱할 수 있다.
또한, 상기 OLED 조명부는, 다양한 색상의 가시광을 발광하는 하나 이상의 OLED 발광 소자로 구성된 OLED 디스플레이 패널일 수 있다. 이때, 상기 동일한 다양한 색상의 가시광을 발광하는 소자가 파장이 긴 적외선을 투과 시킬 정도로 얇게 설계 되는 경우, 상기 센서 패널은, 상기 OLED 조명부를 통해 입사된 적외선 광을 센싱할 수 있다.
또한, 상기 OLED 조명부는, 오브젝트를 센싱하기 위한 비가시광을 방사하는 비가시 광원이 삽입된 구조를 가질 수 있다.
또한, 상기 OLED 조명부의 상부에 위치하며, 상기 OLED 조명부를 터치, 또는 상기 OLED 조명부 위에 근접한 오브젝트를 센싱하기 위한 비가시광을 조영하는 프론트 라이트 유닛을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 OLED 조명부의 외부에 위치하며, 오브젝트를 센싱하기 위한 비가시광을 방사하는 비가시 광원을 더 포함할 수 있다.
OLED 조명부와 센서 패널 중 적어도 하나에 형성되는 개구부를 통해 입사된 비가시광 및 그림자를 센싱함에 따라, OLED 조명부를 이용하더라도 반응층을 용이하게 형성할 수 있다.
또한, OLED 조명부에 삽입된 비가시광원을 이용하여 비가시광을 방사함에 따라, 디스플레이 장치의 두께를 감소시킬 수 있다.
또한, 파장이 긴 비가시광을 투과시킬 수 있도록 얇은 두께를 갖는 OLED 조명부를 제공함에 따라, 센서 패널은 개구부 및 비가시광 패스 필터(IR 필터)가 없어도 입사되는 비가시광을 센싱할 수 있다.
도 1은 OLED 조명부와 센서 패널이 결합한 디스플레이 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 백라이트 유닛이 결합된 디스플레이 장치를 도시한 도면이다.
도 3은 OLED 조명부에 비가시광 발광 소자가 삽입된 구조의 디스플레이 장치를 도시한 도면이다.
도 4는 프론트 라이트 유닛이 결합된 디스플레이 장치를 도시한 도면이다.
도 5는 파장이 긴 비가시광을 투과하는 OLED 조명부와 센서 패널이 결합한 디스플레이 장치를 도시한 도면이다.
도 6은 파장이 긴 비가시광을 투과하는 OLED 조명부에 비가시광 발광 소자가 삽입된 구조의 디스플레이 장치를 도시한 도면이다.
도 7은 파장이 긴 비가시광을 투과하는 OLED 조명부에 프론트 라이트 유닛이 결합된 디스플레이 장치를 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 OLED 조명부와 센서 패널이 결합한 디스플레이 장치를 도시한 도면이다.
도 1에 따르면, 디스플레이 장치는(100)는, OLED 조명부(110), 센서 패널(120), 및 개구부(130)를 포함할 수 있다. 도 1에서, OLED 조명부(110)는 동일한 색상의 가시광을 발광하는 하나 이상의 OLED 발광 소자가 패널 형태로 구성될 수 있다. 또한, OLED 조명부(110)로는 R(Red), G(Green), B(Blue) 등의 다양한 색상의 가시광을 발광하는 하나 이상의 OLED 발광 소자로 구성된 OLED 디스플레이 이용될 수도 있다.
OLED 조명부(110)는 디스플레이 장치(100)의 상단에 배치되며, 정보 영상을 출력하는 장치로부터 영상 데이터를 입력 받아 영상을 표시할 수 있다. 여기서, OLED 조명부(110)는 정보 영상을 디스플레이 하기 위한 가시광을 발광하는 OLED 발광 소자들(114)을 포함할 수 있다.
이때, 오브젝트는, OLED 조명부(110)의 상부를 터치하거나, 또는 OLED 조명부(110)의 상부에 근접하여 위치할 수 있다. 그리고, OLED 조명부(110)로는 개구부(130)를 포함하는 투명 OLED 패널이 이용될 수 있다.
일례로, 오브젝트에 의해 OLED 조명부(110)가 터치된 경우, OLED 조명부 (110)는 정보 영상을 표시할 수 있다. 여기서, 오브젝트에 의해 OLED 조명부(110)가 터치된 경우, 정보 영상은 오브젝트의 터치에 의해 발생한 입력 신호에 반응하는 영상이다.
다른 예로, 오브젝트가 OLED 조명부(110)로부터 센싱 영역 내에 위치하는 경우, OLED 조명부(110)는 정보 영상을 표시할 수 있다. 즉, 오브젝트가 OLED 조명부(110)를 터치하지 않고도, OLED 조명부(110)에 근접한 경우, OLED 조명부(110)는 근접한 오브젝트에 의해 발생한 입력 신호에 반응하는 정보 영상을 표시할 수 있다. 여기서, 오브젝트가 OLED 조명부(110)로부터 센싱 영역 내에 위치하는 경우, 정보 영상은, OLED 조명부(110)의 상부에 근접한 오브젝트에 의해 반사되어 오브젝트 모양을 갖는 반사광의 위치에 해당되는 영상이 될 수 있다. 이때, 근접한 오브젝트에 의해 발생하는 입력 신호는, OLED 조명부(110)에 표시되는 정보를 조작하는 명령일 수 있다. 일례로, 정보를 조작하는 명령은 줌 인(Zoom-in), 줌 아웃(Zoom-out), 셀렉션(Selection), 스크롤링(Scrolling), 터닝(Turning), 스윕핑(Sweeping), 및 터치리스 드래깅(Touchless Dragging) 등을 포함할 수 있다.
그리고, OLED 조명부(110)는 양극과 음극 사이에 유기화합물이 존재한다. 그러면, 두 전극에 전압을 인가함에 따라 전자와 정공이 결합하여 빛이 발광하는 소자를 패널형태로 제조하고, 제조된 디스플레이 패널에서 불용한 영역을 투명하게 만듦에 따라, 일정 정도(20%, 30%, 50%) 투명한 OLED 디스플레이 패널이 제조될 수 있다. 이때, OLED 디스플레이 패널(110)은 유리판(glass substrate: 111), ITO(Indium Tin Oxide: 112), 보호층(encapsulation layer: 113)을 포함하는 패널 형태로 제조될 수 있다.
센서 패널(120)은 OLED 조명부(110)의 하부에 위치하며, 오브젝트에 의해 반사된 비가시광 및 그림자 중 적어도 하나를 센싱할 수 있다. 이때, 센서 패널(120)은 OLED 조명부(110)에 위치한 개구부(130)를 통해 입사되는 비가시광 및 그림자 중 적어도 하나를 센싱할 수 있다. 일례로, 비가시광은 적외선(IR), 또는 자외선(UV)일 수 있다.
그리고, 센서 패널(120)은 비가시광 패스 필터(121), 보호층(122), 및 유리판(123)을 포함할 수 있다. 이때, 비가시광 패스 필터(121)는 개구부(130)를 통해 입사되는 광들을 필터링하여 비가시광을 통과시킬 수 있다. 그러면, 반응층(photoconductive layer: 125)은 필터링을 통해 통과된 비가시광 및 그림자를 개구부(130)를 통해 센싱할 수 있다. 이때, 반응층(125)은 투명한 유리판(123) 위에 형성될 수 있다. 일례로, 반응층(125)은 결정질 실리콘(crystallized silicon), 폴리 실리콘(Polysilicon), 비정질 실리콘(amorphous silicon), 또는 적외선 반응 특성이 좋은 게르마늄(Ge)을 이용하여 형성될 수 있다.
개구부(hole: 130)는 OLED 조명부(110)에 위치하며 오브젝트에 의해 반사된 비가시광 및 그림자를 통과시킬 수 있다.
일례로, 개구부(130)는 OLED 조명부(110) 내에 형성되어, 비가시광 및 그림자를 센서 패널(120)로 투사시킬 수 있다. 그리고, OLED 조명부(110)에는 복수개의 개구부(130)가 형성될 수 있다.
이때, OLED 조명부(110)의 OLED 발광 소자(114)에서 방사된 가시광이 유리판(111)을 투과하는 과정에서 반사되어 센서 패널(120)로 입사될 수 있다. 그러면, 개구부(130)는, OLED 조명부(110) 자체에서 방사되는 산란광을 개구부(130)를 통해 후방으로 전달하지 않고, 광 차단부를 이용하여 오브젝트에 의한 반사광과 그림자만 투과시킬 수 있다. 여기서, 오브젝트에 의한 반사광은 가시광 및 비가시광을 포함할 수 있다. 그리고, 광 차단부는 센서 패널(120)에서 개구부(130)를 통해 수직으로 입사되는 광을 센싱할 수 있도록 OLED 조명부(110)와 센서 패널(120) 경계에 위치할 수 있다. 이때, 광차단부로는, 광 차단벽(Light shield)이 이용될 수 있다.
다른 예로, 개구부(130)는 OLED 조명부(110) 및 센서 패널(120) 모두에 형성될 수도 있다.
상세하게는, 개구부(130)는 OLED 조명부(110)로부터 센서 패널(120)에 마련된 광 반응층(125)의 상부까지 형성될 수 있다. 그러면, 광 반응층(125)은 개구부(130)를 통해 입사된 비가시광 및 그림자를 센싱할 수 있다.
이때, OLED 조명부(110)와 센서 패널(120)을 연결하는 개구부(130)는 복수 개일 수 있다. 그러면, OLED 조명부(110) 상에 복수의 개구부가 형성되고, 센서 패널(120)에도 복수의 개구부가 형성될 수 있다.
한편, OLED 조명부(110)가 동일한 색상의 가시광을 발광하는 하나 이상의 OLED 발광 소자로 구성된 경우, 개구부(130)는 동일한 색상의 가시광을 발광하는 OLED 발광 소자 사이에 위치할 수 있다.
또한, OLED 조명부(110)가 다양한 색상의 가시광을 발광하는 하나 이상의 OLED 발광 소자로 구성된 경우, 개구부(130)는 다양한 색상의 가시광을 발광하는 OLED 발광 소자 사이에 위치할 수 있다.
도 2는 백라이트 유닛이 결합된 디스플레이 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 디스플레이 장치에서 백라이트 유닛을 더 포함한 구조이다. 이에 따라, 도 1의 구성 요소와 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 도 2에서 OLED 조명부(210)는 동일한 색상의 가시광을 발광하는 하나 이상의 OLED 발광 소자가 패널 형태로 구성될 수 있다. 또한, OLED 조명부(210)로는 R(Red), G(Green), B(Blue) 등의 다양한 색상의 가시광을 발광하는 하나 이상의 OLED 발광 소자로 구성된 OLED 디스플레이 이용될 수도 있다.
도 2에 따르면, 디스플레이 장치(200)는 OLED 조명부(210), 센서 패널(220), 개구부(230), 및 백라이트 유닛(240)을 포함할 수 있다.
OLED 조명부(210)는 디스플레이 장치(200)의 상단에 배치되며, 오브젝트에 의해 발생한 입력 신호에 반응하는 정보 영상을 표시할 수 있다. 이때, OLED 조명부(210)는 정보 영상을 디스플레이 하기 위한 가시광을 발광하는 하나 이상의 OLED 발광 소자를 포함할 수 있다.
센서 패널(220)은 OLED 조명부(210)의 하부에 위치하며, 오브젝트에 의해 반사된 비가시광 및 그림자 중 적어도 하나를 센싱할 수 있다. 이때, 센서 패널(220)는 센서 패널(220)과 OLED 조명부(210)를 연결하는 개구부(230)를 통해 입사된 비가시광을 센싱할 수 있다.
백라이트 유닛(240)은 센서 패널(220)의 하부에 위치하며, 오브젝트를 센싱하기 위한 비가시광을 방사할 수 있다.
일례로, 백라이트 유닛(240)은 센서 패널(220)에 마련된 유리판의 하부에 위치할 수 있다. 그리고, 백라이트 유닛(240)은 비가시 광(241)을 OLED 조명부(210)의 상부로 방사할 수 있다. 그러면, 센서 패널(220)은 오브젝트에 의해 반사된 비가시광을 센싱할 수 있다. 이에 따라, 디스플레이 장치(200) 외부에 별도의 비가시 광원이 없더라도, 센서 패널(220)은 OLED 조명부(210)를 터치한 오브젝트 또는 OLED 조명부(210)에 근접한 오브젝트에 의해 반사된 비가시광을 센싱할 수 있다.
도 2와 같이, 디스플레이 장치(200)가 백라이트 유닛(240)을 포함하는 경우, 개구부(230)는 OLED 조명부(210) 및 센서 패널(220) 모두에 위치할 수 있다. 이처럼, 센서 패널(220)에도 개구부(230)가 형성됨에 따라, 백라이트 유닛(240)은 오브젝트를 센싱하기 위한 비가시광을 OLED 조명부(210)의 상부까지 방사할 수 있다.
도 3은 OLED 조명부에 비가시광 발광 소자가 삽입된 구조의 디스플레이 장치를 도시한 도면이다.
도 3에 따르면, 디스플레이 장치(300)는 OLED 디스플레이 패널(310), 센서 패널(320), 및 개구부(330)를 포함할 수 있다. 도 3에서, 센서 패널(320), 및 개구부(330)의 동작은 도 1과 동일하므로 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 다만, 도 3의 OLED 조명부(310)는 도 1의 OLED 조명부(110)에 비가시광 발광 소자가 삽입된 구조이다. 이에 따라, 이하에서는 OLED 조명부(310)의 동작에 대해 상세히 설명하기로 한다. 도 3에서 OLED 조명부(310)는 동일한 색상의 가시광을 발광하는 하나 이상의 OLED 발광 소자가 패널 형태로 구성될 수 있다. 또한, OLED 조명부(310)로는 R(Red), G(Green), B(Blue) 등의 다양한 색상의 가시광을 발광하는 하나 이상의 OLED 발광 소자로 구성된 OLED 디스플레이 이용될 수도 있다.
OLED 조명부(310)은 오브젝트에 의해 발생한 입력 신호에 반응하는 정보 영상을 표시할 수 있다. 그리고, OLED 조명부(310)는 오브젝트를 센싱하기 위한 비가시광을 방사하는 비가시 광원이 삽입된 구조를 가질 수 있다.
일례로, OLED 디스플레이 패널(310)은 OLED 발광 소자(311) 및 비가시광 발광 소자(312)를 포함할 수 있다. 이때, OLED 발광 소자(311)는 정보 영상을 디스플레이 하기 위한 가시광을 발광할 수 있다. 그리고, 비가시광 발광 소자(312)는 오브젝트를 센싱하기 위한 비가시광을 발광할 수 있다. 이때, 비가시광 발광 소자(312)는 발광을 하는 방사각이 OLED 발광 소자(311) 와 상이할 수 있다. 예를 들면, OLED 발광 소자(311)는 디스플레이의 시야각을 좋게 하기 위하여 방사각이 180도에 근접하게 설계될 수 있다. 반면, 비가시광 발광 소자(312)는 공간상 먼 거리까지 조영할 수 있도록 방사각을 좁게 설계할 수 있다. 다시 말해OLED 조명부(310)로부터 전방에 위치하는 오브젝트까지 비가시광을 조영할 수 있도록 비가시광 발광 소자의 방사각이 좁게 설계될 수 있다.
개구부(hole: 330)는 OLED 조명부(310)에 위치할 수 있다.
일례로, 개구부(330)가 OLED 조명부(310) 내에 위치하는 경우, 개구부(130)는 오브젝트에 의해 반사된 비가시광 및 그림자를 통과시켜 센서 패널(320)로 투사할 수 있다. 이때 OLED 발광 소자(311)에서 방사된 가시광과 비가시광 발광 소자(312)에서 방사된 비가시광은 유리판을 투과하는 과정에서 반사되어 센서 패널(320)로 입사될 수 있다. 그리고, 개구부(330)는 광 차단벽(Light shield) 등의 광 차단부를 이용하여 오브젝트에 의한 반사광과 그림자만 투과시킬 수도 있다. 즉, 광차단부를 이용하는 경우, 개구부(330)는 OLED 조명부(310)자체에서 방사되는 산란광을 개구부(320)를 통해 후방으로 전달하지 않을 수 있다. 여기서, 오브젝트에 의한 반사광은 가시광 및 비가시광을 포함할 수 있다.
다른 예로, 개구부(330)가 OLED 조명부(310)와 센서 패널(320) 모두에 위치한 경우, 개구부(330)는 OLED 조명부(310)와 센서 패널(320)을 연결하며, 오브젝트에 의해 반사된 비가시광 및 그림자를 통과시켜 센서 패널(320)로 투사할 수 있다. 이때, OLED 발광 소자(311)에서 방사된 가시광과 비가시광 발광 소자(312)에서 방사된 비가시광은 유리판을 통해 반사되어 센서 패널(320)로 입사될 수 있다. 그리고, 개구부(330)는 광 차단벽(Light shield)을 이용하여 오브젝트에 의한 반사광과 그림자만 투과시킬 수도 있다
그러면, 센서 패널(320)은 오브젝트에 의해 반사되어 개구부(330)를 통해 입사된 비가시광의 위치를 식별하고, 식별한 위치에 대응하는 영상을 센싱할 수 있다. 이에 따라, 센서 패널(320)은 비가시 광원이 디스플레이 장치의 외부에 없더라도, 오브젝트에 의해 반사된 비가시광 및 그림자 중 적어도 하나를 센싱할 수 있다.
이때, 오브젝트에 디스플레이 장치(300)는 OLED 발광 소자(311) 및 비가시광 발광 소자(312)의 구동을 제어하는 구동 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 구동 제어부(미도시)는 센서 패널(320)이 센싱을 하는 시간에는 OLED 패널(310)의 OLED 발광 소자(311)가 발광하지 않고(switch off) 비가시광 발광 소자(312)만 발광(switch on)하도록 제어할 수 있다. 이처럼, OLED 발광 소자(311) 및 비가시광 발광 소자(312)의 구동을 제어하여, 디스플레이 장치(300)는 오브젝트에 의해 반사된 비가시광의 위치 센싱을 향상시킬 수 있다.
도 4는 프론트 라이트 유닛이 결합된 디스플레이 장치를 도시한 도면이다.
도 4는 도 1의 디스플레이 장치에서 프론트 라이트 유닛(front light unit)을 더 포함한 구조이다. 이에 따라, 도 1의 구성 요소와 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 4에 따르면, 디스플레이 장치(400)는 OLED 디스플레이 패널(410), 센서 패널(420), 개구부(430), 및 프론트 라이트 유닛(440)을 포함할 수 있다. 도 4에서 OLED 조명부(410)는 동일한 색상의 가시광을 발광하는 하나 이상의 OLED 발광 소자가 패널 형태로 구성될 수 있다. 또한, OLED 조명부(410)로는 R(Red), G(Green), B(Blue) 등의 다양한 색상의 가시광을 발광하는 하나 이상의 OLED 발광 소자로 구성된 OLED 디스플레이 이용될 수도 있다.
OLED 조명부(410)는 오브젝트에 의해 발생한 입력 신호에 반응하는 정보 영상을 표시할 수 있다. 이때, OLED 조명부(410)는 정보 영상을 디스플레이 하기 위한 가시광을 발광하는 OLED 발광 소자를 포함할 수 있다.
센서 패널(420)은 OLED 조명부(410)의 하부에 위치하며, 오브젝트에 의해 반사된 비가시광 및 그림자 중 적어도 하나를 센싱할 수 있다. 이때, 센서 패널(420)는 개구부(430)를 통해 입사된 비가시광을 센싱할 수 있다.
개구부(hole: 430)는 센서 패널(420) 및 OLED 조명부(410) 중 적어도 하나에 위치하며, 오브젝트에 의해 반사된 비가시광 및 그림자를 통과시켜 센서 패널(420)로 투사할 수 있다.
일례로, 개구부(430)는 OLED 조명부(410) 내에 위치하거나, 또는 OLED 조명부(410)와 센서 패널(420) 모두에 위치할 수 있다. 이때, OLED 조명부(410)와 센서 패널(420) 모두에 위치한 경우, 개구부(430)는 OLED 조명부(410)와 센서 패널(420)을 연결할 수 있다.
그리고, 개구부(430)와 OLED 조명부(410) 경계에는 광 차단벽 등의 광 차단부가 위치할 수 있다. 그러면, 광 차단부(미도시)는 OLED 조명부(310)자체에서 방사되는 산란광을 개구부(320)를 통해 후방으로 전달되지 않도록 차단할 수 있다. 이에 따라, 개구부(430)는 오브젝트에 의한 반사광과 그림자만 센서 패널(420)로 투사할 수 있다. 여기서, 오브젝트에 의한 반사광은 오브젝트에 의해 반사된 가시광 및 오브젝트에 의해 반사된 비가시광을 포함할 수 있다.
프론트 라이트 유닛(front light unit: 440)은 OLED 조명부(410)의 상부에 위치하며, 오브젝트에 의해 발생한 영상을 센싱하기 위한 비가시광을 방사할 수 있다. 이때, 프론트 라이트 유닛(440)은 오브젝트로 비가시광(442)을 조영하는 비가시 광원(441)을 포함할 수 있으며, 비가시 광원은 프론트 라이트 유닛(440)의 에지(edge)에 위치할 수 있다.
일례로, 오브젝트에 의해 OLED 조명부(410)가 터치되거나, 또는 OLED 조명부(410)에 오브젝트가 근접한 경우, 프론트 라이트 유닛(440)은 오브젝트로 비가시광을 조영할 수 있다. 그러면, 센서 패널(420)은 오브젝트에 의해 반사된 비가시광을 개구부(430)를 통해 센싱하거나, 또는 오브젝트에 의해 가려진 그림자를 센싱할 수 있다.
도 5는 파장이 긴 비가시광을 투과하는 OLED 조명부와 센서 패널이 결합한 디스플레이 장치를 도시한 도면이다.
도 5는 도 1의 디스플레이 장치에서 개구부 및 비가시광 패스 필터를 제거한 디스플레이 장치이다. 특히, 도 5의 디스플레이 장치는 OLED 조명부의 두께를 얇게 설계하여 파장이 짧은 가시광은 투과시키지 않고, 파장이 긴 비가시광은 투과시키는 OLED 조명부를 포함하는 구조이다. 이에 따라, 도 1의 구성 요소와 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 5에 따르면, 디스플레이 장치는(500)는, OLED 조명부(510), 및 센서 패널(520)을 포함할 수 있다.
OLED 조명부(510)는 디스플레이 장치(500)의 상단에 배치되며, 정보 영상을 출력하는 장치로부터 영상 데이터를 입력 받아 영상을 표시할 수 있다.
일례로, OLED 조명부(510) 내에 포함된 하나 이상의 OLED 발광 소자(514)는 유기 화합물과 Metal Plate로 구성될 수 있다. 이때, OLED 발광 소자의 두께를 극히 얇게 줄이면 파장이 짧은 가시광(350nm~780nm)은 투과하지 못하고 파장이 긴 비가시광 광은 투과 할 수 있는 패널을 제조할 수 있다. 다시 말해, OLED 조명부의 두께는 기설정된 기준 두께 이하의 얇은 두께를 가질 수 있다. 여기서, 기준 두께는 가시광은 투과하지 못하고, 적외선과 같이, 파장이 긴 비가시광을 투과시킬 수 있는 두께로 기설정될 수 있다. 여기서, 발광 소자로는 OLED 발광 소자가 이용될 수 있다.
이처럼, OLED 조명부(510)의 두께가 얇음에 따라, 도 1과 같이, OLED 조명부(110) 내에 개구부(130)가 업더라도, OLED 조명부(510)는 파장이 긴 비가시광을 투과시킬 수 있다. 즉, OLED 조명부(510)는 오브젝트에 의해 반사된 비가시광을 투과시킬 수 있다.
그러면, OLED 조명부(510)의 하단에 위치한 센서 패널(520)는 OLED 조명부(510)로부터 입사되는 비가시광을 센싱할 수 있다. 즉, OLED 조명부(510)와 센서 패널(520)이 결합함에 따라, 도 1의 비가시광 패스 필터를 사용하지 않더라도, 센서 패널(520)은 파장이 긴 비가시광을 센싱할 수 있다. 이에 따라, 도 5의 디스플레이 장치는 OLED 조명부(510)가 기준 두께 이하의 얇은 두께를 가짐에 따라, 도 1의 개구부(130) 및 비가시광 패스 필터(121)가 없더라도 도 1의 디스플레이 장치와 동일한 효과를 가질 수 있다.
도 6은 파장이 긴 비가시광을 투과하는 OLED 조명부에 비가시광 발광 소자가 삽입된 구조의 디스플레이 장치를 도시한 도면이다.
도 6은 도 3의 디스플레이 장치에서 개구부 및 비가시광 패스 필터를 제거한 디스플레이 장치이다. 특히, 도 6의 디스플레이 장치는 OLED 조명부의 두께를 얇게 설계하여 파장이 짧은 가시광은 투과시키지 않고, 파장이 긴 비가시광은 투과시키는 OLED 조명부를 포함하는 구조이다. 이에 따라, 도 3의 구성 요소와 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 6에 따르면, 디스플레이 장치는(600)는, OLED 조명부(610), 및 센서 패널(620)을 포함할 수 있다.
OLED 조명부(610)는 오브젝트에 의해 발생한 입력 신호에 반응하는 정보 영상을 표시할 수 있다. 이때, OLED 조명부(610)는 오브젝트를 센싱하기 위한 비가시광을 방사하는 비가시 광원이 삽입된 구조를 가질 수 있다.
일례로, OLED 디스플레이 패널(610)은 OLED 발광 소자(611) 및 비가시광 발광 소자(612)를 포함할 수 있다. 이때, OLED 발광 소자(611)는 정보 영상을 디스플레이 하기 위한 가시광을 발광할 수 있다. 그리고, 비가시광 발광 소자(612)는 오브젝트를 센싱하기 위한 비가시광을 발광할 수 있다. 이때, 비가시광 발광 소자(612)는 발광을 하는 방사각이 OLED 발광 소자(611)와 상이할 수 있다.
도 7은 파장이 긴 비가시광을 투과하는 OLED 조명부에 프론트 라이트 유닛이 결합된 디스플레이 장치를 도시한 도면이다.
도 7은 도 4의 디스플레이 장치에서 개구부 및 비가시광 패스 필터를 제거한 디스플레이 장치이다. 특히, 도 7의 디스플레이 장치는 OLED 조명부의 두께를 얇게 설계하여 파장이 짧은 가시광은 투과시키지 않고, 파장이 긴 비가시광은 투과시키는 OLED 조명부를 포함하는 구조이다. 이에 따라, 도 4의 구성 요소와 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 7에 따르면, 디스플레이 장치는(700)는, OLED 조명부(710), 센서 패널(720), 및 프론트 라이트 유닛(730)을 포함할 수 있다. 도 7에서 OLED 조명부(710)는 동일한 색상의 가시광을 발광하는 하나 이상의 OLED 발광 소자가 패널 형태로 구성될 수 있다. 또한, OLED 조명부(710)로는 R(Red), G(Green), B(Blue) 등의 다양한 색상의 가시광을 발광하는 하나 이상의 OLED 발광 소자로 구성된 OLED 디스플레이가 이용될 수도 있다.
OLED 조명부(710)는 오브젝트에 의해 발생한 입력 신호에 반응하는 정보 영상을 표시할 수 있다. 이때, OLED 조명부(710)는 정보 영상을 디스플레이 하기 위한 가시광을 발광하는 OLED 발광 소자를 포함할 수 있다.
센서 패널(720)은 OLED 조명부(710)의 하부에 위치하며, 오브젝트에 의해 반사된 비가시광 및 그림자 중 적어도 하나를 센싱할 수 있다.
프론트 라이트 유닛(front light unit: 730)은 OLED 조명부(710)의 상부에 위치하며, 오브젝트에 의해 발생한 영상을 센싱하기 위한 비가시광을 방사할 수 있다. 이때, 프론트 라이트 유닛(730)은 오브젝트로 비가시광(732)을 조영하는 비가시 광원(731)을 포함할 수 있으며, 비가시 광원(731)은 프론트 라이트 유닛(730)의 에지(edge)에 위치할 수 있다.
지금까지, 도 1 내지 도 7에서는, 디스플레이 장치 내부에 비가시 광원이 포함된 경우, OELD 조명부에 근접한 오브젝트 또는 터치 오브젝트를 센싱하기 위한 비가시광을 방사하고, 오브젝트에 의해 발생한 입력 신호에 반응하는 정보 영상을 디스플레이 하는 구성에 대해 설명하였다. 본 디스플레이 장치는, 비가시 광원이 디스플레이 장치의 내부뿐만 아니라 외부에 위치하더라도 오브젝트를 센싱할 수 있다. 이때, 외부에 위치한 비가시 광원은 OLED 디스플레이 패널에 수직으로 비가시광을 방사하거나 또는 OLED 조명부와 일정 각도를 이루어 비가시광을 방사할 수 있다.
일례로, 비가시 광원인 레이저 포인터가 디스플레이 장치의 외부에 위치하는 경우, 센서 패널은 OLED 조명부와 일정 각도를 이루어 개구부를 통해 투사된 비가시광을 센싱할 수 있다. 이에 따라, 센서 패널은 레이저 포인터에서 포인팅되는 좌표를 획득함에 따라, 레이저 포인터에 의해 포인팅된 영상을 센싱할 수 있다.
다른 예로, 비가시 광원인 레이저 포인터가 디스플레이 장치의 외부에 위치하는 경우, 센서 패널은 얇은 두께의 OLED 조명부와 일정 각도를 이루어 투사된 파장이 긴 비가시광을 센싱할 수 있다.
한편, 도 1 내지 도 7에서 센서 패널은 비가시광을 센싱할 수 있는 한 개 이상의 비가시광 센서로 구성될 수 있다. 이때, 비가시광 센서는 포토 다이오드, 포토 트랜지스터가 될 수 있다.
그리고, 비가시광 센서는 센서 패널에서 매트릭스 형태로 배치되어, 비가시 광원에서 방사되는 비가시광의 광량에 따라 변화하는 전압 또는 전류를 독출할 수 있다. 그리고, 비가시광 센서는 독출한 전압 또는 전류에 기초하여 2D 좌표에 따른 터치 영상의 비가시광 강도(Invisible Light Intensity)를 제공할 수 있다.
또한, 도 1 내지 도 4에서, 본 디스플레이 장치는 하나 이상의 개구부를 포함할 수 있다. 다시 말해, 백라이트 유닛과 결합되거나, 또는 프론트 라이트 유닛과 결합된 디스플레이 장치는 하나 이상의 개구부를 포함할 수 있다. 마찬가지로, 비가시광 발광 소자가 삽입된 OLED 조명부를 포함하는 디스플레이 장치 역시 하나 이상의 개구부를 포함할 수 있다. 또한, 비가시 광원이 디스플레이 장치의 외부에 위치하더라도, 디스플레이 장치는 하나 이상의 개구부를 포함할 수 있다.
또한, 도 1 내지 도 4에서 설명한 개구부로는 투명 개구부가 이용될 수 있다. 다시 말해, OLED 조명부 및 센서 패널 중 적어도 하나에는 투명한 개구부(hole)가 형성될 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
110: OLED 조명부
120: 센서 패널
130: 개구부
240: 백라이트 유닛
440: 프론트 라이트 유닛

Claims (25)

  1. 하나 이상의OLED(Organic Light Emitting Diodes) 발광 소자를 포함하며, 비가시광이 투과하는 OLED 조명부;
    상기 하나 이상의 OLED 발광 소자 사이에 위치하며, 광을 투과시키는 개구부; 및
    상기 OLED 조명부의 하부에 위치하며, 상기 개구부를 통해 입사된 비가시광 및 그림자 중 적어도 하나를 센싱하는 센서 패널;
    을 포함하는 디스플레이 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 센서 패널에서 상기 개구부를 통해 수직으로 입사되는 광을 센싱하도록 상기 OLED 조명부와 상기 개구부 간의 경계에 위치하는 광 차단부
    를 더 포함하는 디스플레이 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 OLED 조명부는,
    동일한 색상의 가시광을 발광하는 하나 이상의 OLED 발광 소자를 포함하며, 평면 패널 형태로 구성되고,
    상기 개구부는,
    상기 동일한 색상의 가시광을 발광하는 하나 이상의 OLED 발광 소자 사이에 위치는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 OLED 조명부는,
    다양한 색상의 가시광을 발광하는 하나 이상의 OLED 발광 소자로 구성된 OLED 디스플레이 패널이고,
    상기 개구부는,
    상기 다양한 색상의 광을 발광하는 하나 이상의 OLED 발광 소자 사이에 위치는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 센서 패널의 하부에 위치하며, 상기 OLED 조명부를 터치, 또는 상기 OLED 조명부 위에 근접한 오브젝트를 센싱하기 위한 비가시광을 방사하는 백라이트 유닛
    을 더 포함하고,
    상기 개구부는,
    상기 센서 패널의 하부에 상기 백라이트 유닛이 위치한 경우, 상기 OLED 조명부와 상기 센서 패널 모두에 형성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 OLED 조명부는,
    오브젝트를 센싱하기 위한 비가시광을 방사하는 비가시 광원이 삽입된 구조인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 OLED 조명부의 상부에 위치하며, 오브젝트를 센싱하기 위한 비가시광을 조영하는 프론트 라이트 유닛
    을 더 포함하는 디스플레이 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 프론트 라이트 유닛은,
    상기 오브젝트로 비가시광을 조영하는 비가시 광원을 포함하고,
    상기 비가시 광원은,
    상기 프론트 라이트 유닛의 에지(edge)에 위치하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 OLED 조명부의 외부에 위치하며, 오브젝트를 센싱하기 위한 비가시광을 방사하는 비가시 광원
    을 더 포함하는 디스플레이 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 비가시 광원은,
    상기 OLED 조명부에 수직으로 비가시광을 방사하거나 또는 상기 OLED 조명부와 일정 각도를 이루어 비가시광을 방사하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 센서 패널은,
    상기 OLED 조명부를 통해 수신되는 광들을 필터링하여 상기 비가시광 및 그림자를 통과시키는 비가시광 패스 필터; 및
    상기 필터링을 통해 통과된 비가시광 및 그림자를 상기 개구부를 통해 센싱하는 광반응층(Photoconductive Layer)
    을 포함하는 디스플레이 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 센서 패널은,
    상기 OLED 조명부 내에 위치하는 개구부를 통해 입사되는 비가시광을 센싱하고, 상기 센싱을 통해 포인팅되는 비가시 광원의 좌표를 검출하는 디스플레이 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 센서 패널은,
    상기 비가시광이 오브젝트에 의해 가려짐에 따라 발생한 그림자의 위치를 검출하는 디스플레이 장치.
  16. 디스플레이 장치에 있어서,
    하나 이상의OLED(Organic Light Emitting Diodes) 발광 소자를 포함하며, 파장이 긴 비가시광을 투과시키는 OLED 조명부; 및
    상기 OLED 조명부의 하부에 위치하며, 상기 파장이 긴 비가시광 및 그림자 중 적어도 하나를 센싱하는 센서 패널
    을 포함하고,
    상기 센서 패널은, 상기 디스플레이 장치로 입사되어 하나 이상의 OLED 발광 소자를 투과한 상기 파장이 긴 비가시광을 센싱하는 디스플레이 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 OLED 조명부는,
    동일한 색상의 가시광을 발광하는 하나 이상의 OLED 발광 소자를 포함하며, 평면 패널 형태로 구성되고,
    상기 센서 패널은,
    상기 동일한 색상의 가시광을 발광하는 소자가 파장이 긴 적외선을 투과 시킬 정도로 얇은 경우, 상기 OLED 조명부를 통해 입사된 적외선 광을 센싱하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 OLED 조명부는,
    다양한 색상의 가시광을 발광하는 하나 이상의 OLED 발광 소자로 구성된 OLED 디스플레이 패널이고,
    상기 센서 패널은,
    상기 다양한 색상의 가시광을 발광하는 소자가 파장이 긴 적외선을 투과 시킬 정도로 얇은 경우, 상기 OLED 조명부를 통해 입사된 적외선 광을 센싱하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 파장이 긴 비가시광은, 비가시광의 파장이 가시광의 파장 보다 긴 비가시광이고,
    상기 OLED 조명부는,
    상기 파장이 긴 비가시광을 투과시킬 수 있는 얇은 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 OLED 조명부는,
    오브젝트를 센싱하기 위한 비가시광을 방사하는 비가시 광원이 삽입된 구조인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  21. 제16항에 있어서,
    상기 OLED 조명부의 상부에 위치하며, 상기 OLED 조명부를 터치, 또는 상기 OLED 조명부 위에 근접한 오브젝트를 센싱하기 위한 비가시광을 조영하는 프론트 라이트 유닛
    을 더 포함하는 디스플레이 장치.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 프론트 라이트 유닛은,
    상기 오브젝트로 비가시광을 조영하는 비가시 광원을 포함하고,
    상기 비가시 광원은,
    상기 프론트 라이트 유닛의 에지(edge)에 위치하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  23. 제16항에 있어서,
    상기 OLED 조명부의 외부에 위치하며, 오브젝트를 센싱하기 위한 비가시광을 방사하는 비가시 광원
    을 더 포함하는 디스플레이 장치.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 비가시 광원은,
    상기 OLED 조명부에 수직으로 비가시광을 방사하거나, 또는 상기 OLED 조명부와 일정 각도를 이루어 비가시광을 방사하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  25. 제14항에 있어서,
    상기 OLED 조명부는,
    상기 OLED 조명부가 오브젝트에 의해 터치되거나, 또는 상기 OLED 조명부에 상기 오브젝트가 근접하게 위치함에 따라 발생한 입력 신호에 반응하는 정보 영상을 디스플레이 하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
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