KR102651806B1 - 디스플레이 패널 및 이를 포함하는 다층 디스플레이 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 예는 플로팅 영상과 백그라운드 영상을 정확히 구현할 수 있고 모아레 현상이 없는 디스플레이 패널 및 이를 포함하는 다층 디스플레이 장치에 ㄱ관한 것이다. 본 발명의 일 예에 따른 제 1 디스플레이 부재에는 제 1 영상을 표시하는 제 1 패턴들이 마련된다. 본 발명의 일 예는 하나의 디스플레이 패널로 다층 디스플레이를 구현할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 예에 따른 다층 디스플레이 장치는 모아레(Moire) 현상이나 해상도 저하 문제가 발생하지 않고, 휘도 저하가 적다. 또한, 본 발명의 일 예에 따른 다층 디스플레이 장치는 적층형 다층 디스플레이 구조 대비 비용 절감이 가능하다. 또한, 본 발명의 일 예에 따른 다층 디스플레이 장치는 도광판의 두께로 입체감을 구현할 수 있어, 별도의 갭 글라스(Gap Glass)가 불필요하며, 적층형 다층 디스플레이 구조 대비 슬림한 형태의 디자인이 구현 가능하다.

Description

디스플레이 패널 및 이를 포함하는 다층 디스플레이 장치{DISPLAY PANEL AND MULTI-LAYER DISPLAY DEVICE INCLUDING THE SAME}
본 발명의 일 예는 디스플레이 패널 및 이를 포함하는 다층 디스플레이 장치에 관한 것이다.
최근 정보화 시대로 접어듦에 따라 영상 정보를 표시하는 디스플레이(Display) 분야가 급속도로 발전했다. 이에 부응하여 여러 가지 다양한 표시 장치가 개발되어 각광받고 있다. 표시 장치 관련 기술들은 표시 장치의 박형화, 경량화, 및 소비전력 감소에 관한 것이다. 관련 기술이 발전할수록, 표시 장치의 적용 분야가 계속 증가하여, 대부분의 전자장치나 모바일 기기에서 사용자 인터페이스의 하나로 사용되고 있다.
최근에는 입체 영상을 표시하기 위한 하나의 기술로서 다층 디스플레이(Multi-Layer Display, MLD) 구조가 개발되었다. 다층 디스플레이 구조 중 하나의 예로는 전면 디스플레이 패널과 후면 디스플레이 패널로 이루어진 적층 구조의 다층 디스플레이 구조가 있다.
적층 구조의 다층 디스플레이 구조는 2개의 디스플레이 패널을 적층하여 깊이 정보가 다른 영상을 선별하여 표시함으로써 입체감 표현이 가능하다. 전면 디스플레이 패널에서 표시하는 영상은 상대적으로 가까운 거리에 위치한 영상으로 시인되고, 후면 디스플레이 패널에서 표시하는 영상은 상대적으로 먼 거리에 위치한 영상으로 시인된다. 이에 따라, 전면 디스플레이 패널로는 플로팅(floating) 영상을 구현하고, 후면 디스플레이 패널로는 백그라운드(background) 영상을 구현할 수 있다.
그러나, 동일 영역에서 전면 디스플레이 패널과 후면 디스플레이 패널 간의 정확한 영상 구현이 어렵다. 전면 디스플레이 패널에서 블랙 영상을 구현하는 경우, 같은 영역의 후면 디스플레이 패널에서는 영상의 표현이 안 된다. 전면 디스플레이 패널과 후면 디스플레이 패널이 다른 색상의 영상을 구현하는 경우, 색 간섭에 의해 정확한 표현이 발생하지 않는다. 전면 디스플레이 패널의 화소와 후면 디스플레이 패널의 화소 간 간섭으로 모아레(moire) 현상이 발생한다.
또한, 전면 디스플레이 패널에는 상부 편광판과 하부 편광판이 부착되고, 후면 디스플레이 패널에는 하부 편광판이 부착된다. 이에 따라, 후면 디스플레이 유닛의 후면에 있는 백 라이트 유닛에서 출사된 광은 3장의 편광판을 투과한다. 이에 따라, 후면 디스플레이 유닛의 휘도가 낮아진다.
본 발명의 일 예는 플로팅 영상과 백그라운드 영상을 정확히 구현할 수 있고 모아레 현상이 없는 디스플레이 패널 및 이를 포함하는 다층 디스플레이 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 예에 따른 디스플레이 패널은 제 1 영상을 표시하는 제 1 디스플레이 부재, 제 1 디스플레이 부재의 전면에 배치되어 제 2 영상을 표시하는 제 2 디스플레이 부재, 제 1 디스플레이 부재의 후면에 배치된 차광 부재를 포함한다. 본 발명의 일 예에 따른 제 1 디스플레이 부재에는 제 1 영상을 표시하는 제 1 패턴들이 마련된다.
본 발명의 일 예에 따른 다층 디스플레이 장치는 본 발명의 일 예에 따른 디스플레이 패널 및 디스플레이 패널을 구동하는 패널 구동부를 포함한다.
본 발명의 일 예는 하나의 디스플레이 패널로 다층 디스플레이를 구현할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 예에 따른 다층 디스플레이 장치는 모아레(Moire) 현상이나 해상도 저하 문제가 발생하지 않고, 휘도 저하가 적다. 또한, 본 발명의 일 예에 따른 다층 디스플레이 장치는 적층형 다층 디스플레이 구조 대비 비용 절감이 가능하다. 또한, 본 발명의 일 예에 따른 다층 디스플레이 장치는 도광판의 두께로 입체감을 구현할 수 있어, 별도의 갭 글라스(Gap Glass)가 불필요하며, 적층형 다층 디스플레이 구조 대비 슬림한 형태의 디자인이 구현 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 예에 따른 디스플레이 패널이 제 1 영상을 표시하는 것을 나타낸 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 예에 따른 디스플레이 패널이 제 2 영상을 표시하는 것을 나타낸 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 예에 따른 디스플레이 패널이 제 1 영상과 제 2 영상을 결합하여 입체 영상을 표시하는 것을 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 예에 따른 디스플레이 패널의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 예에 따른 디스플레이 패널의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 예에 따른 디스플레이 패널이 제 1 영상을 표시하는 것을 나타낸 일 예시도이다.
도 7은 본 발명의 일 예에 따른 디스플레이 패널이 제 2 영상을 표시하는 것을 나타낸 일 예시도이다.
도 8은 본 발명의 일 예에 따른 디스플레이 패널이 제 1 영상과 제 2 영상을 결합한 영상을 표시하는 것을 나타낸 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 예에 따른 제 1 디스플레이 부재의 제조 방법을 나타낸 일 예시도이다.
도 10은 본 발명의 일 예에 따른 제 1 디스플레이 부재 상의 제 1 패턴을 나타낸 평면도이다.
도 11은 본 발명의 일 예에 따른 다층 디스플레이 장치를 나타낸 블록도이다.
본 출원의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 일 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 출원은 이하에서 개시되는 일 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 출원의 일 예들은 본 출원의 개시가 완전하도록 하며, 본 출원이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 출원은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 출원의 일 예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 출원이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 출원을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 출원의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
본 명세서에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 출원의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
"제1 수평 축 방향", "제2 수평 축 방향" 및 "수직 축 방향"은 서로 간의 관계가 수직으로 이루어진 기하학적인 관계만으로 해석되어서는 아니 되며, 본 출원의 구성이 기능적으로 작용할 수 있는 범위 내에서보다 넓은 방향성을 가지는 것을 의미할 수 있다.
"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제 1 항목, 제 2 항목 또는 제 3 항목 각각 뿐만 아니라 제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미할 수 있다.
본 출원의 여러 예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하에서는 본 출원에 따른 디스플레이 장치 및 이를 포함하는 전자 기기의 바람직한 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 예에 따른 디스플레이 패널이 제 1 영상(I1)을 표시하는 것을 나타낸 평면도이다. 도 2는 본 발명의 일 예에 따른 디스플레이 패널이 제 2 영상(I2)을 표시하는 것을 나타낸 평면도이다. 도 3은 본 발명의 일 예에 따른 디스플레이 패널이 제 1 영상(I1)과 제 2 영상(I2)을 결합하여 입체 영상을 표시하는 것을 나타낸 사시도이다.
본 발명의 일 예에 따른 디스플레이 패널은 표시 영역(DA)에서 제 1 영상(I1)과 제 2 영상(I2)을 표시한다.
제 1 영상(I1)은 제 1 디스플레이 부재(100)의 표시 영역(DA) 상의 표면에 위치하도록 사용자(500)에게 시인된다. 제 1 영상(I1)은 배경 또는 고정된 사물들을 표현하는 백그라운드(background) 영상을 표시한다.
제 2 영상(I2)은 제 1 디스플레이 부재(100)의 표시 영역(DA)보다 가까운 곳에 위치한 것처럼 사용자(500)에게 시인된다. 제 2 영상(I2)은 근거리에 있는 사물 또는 움직이는 사물들을 표현하는 플로팅(floating) 영상을 표시한다.
사용자(500)는 제 2 영상(I2)에서 표시되는 사물들은 근거리에 있는 사물들로 인식하고, 제 1 영상(I1)에서 표시되는 사물들은 원거리에 있는 사물들로 인식한다.
제 2 영상(I2)으로 표시되는 사물들을 제 1 영상(I1)으로 표시되는 사물들보다 가까운 곳에 위치한 사물로 인식시키기 위해서는 제 2 영상(I2)을 제 1 영상(I1)보다 사용자(500)에게 가까운 위치에서 표시하여야 한다. 제 2 영상(I2)을 제 1 영상(I1)보다 사용자(500)에게 가까운 위치에서 제 2 영상(I2)을 표시할 때 나오는 광이 더 짧은 경로를 진행하므로, 제 2 영상(I2)으로 표시된 사물들은 가까운 곳에 위치한 사물인 것처럼 느낄 수 있다. 제 1 영상(I1)과 제 2 영상(I2)은 동시에 시인되므로, 사용자(500)는 입체감이 있는 영상을 시인할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 예에 따른 디스플레이 패널의 단면도이다. 도 5는 본 발명의 다른 예에 따른 디스플레이 패널의 단면도이다. 본 발명의 일 예에 따른 디스플레이 패널은 제 1 디스플레이 부재(100), 제 2 디스플레이 부재(200), 및 차광 부재(300)를 포함한다.
제 1 디스플레이 부재(100)는 제 1 영상(I1)을 표시한다. 제 1 영상(I1)은 배경 또는 고정된 사물을 표시하는 백그라운드 영상이다. 제 1 영상(I1)은 제 1 디스플레이 부재(100)의 후면에서 광(L)으로서 나오기 시작한다. 즉, 제 1 영상(I1)은 제 1 디스플레이 부재(100)의 전면에서 제 1 디스플레이 부재(100)의 두께만큼 뒤에 상이 맺힌다. 전면으로 제 1 영상(I1)은 제 1 디스플레이 부재(100)의 두께만큼 뒤에 배치된 것으로 시인된다.
제 1 디스플레이 부재(100)의 배면에는 제 1 영상(I1)을 표시하는 제 1 패턴(111)들이 마련된다. 제 1 패턴(111)들은 배경 또는 고정된 사물들을 표현하는 백그라운드(background) 영상과 동일한 형태로 표시 영역(DA) 상에 패터닝된다. 제 1 디스플레이 부재(100)는 제 1 패턴(111)과 동일한 형태의 제 1 영상(I1)을 표시한다.
제 1 디스플레이 부재(100)에서 표시하는 제 1 영상(I1)은 차량 계기판의 숫자와 테두리, 지시판의 지시 내용 등 어떠한 상황에서도 변하지 않는 표시 사항, 또는 배경이나 고정된 사물들을 표현하는 백그라운드 영상이다. 제 1 영상(I1)은 변화하지 않는 영상이므로 제 1 영상(I1)을 표시하기 위하여 별도의 구동부가 필요하지 않다. 본 발명의 일 예에 따른 디스플레이 패널은 제 1 디스플레이 부재(100)로 표시하는 제 1 영상(I1)을 별도의 디스플레이 패널에서 표시하지 않고 하나의 디스플레이 패널 내에 있는 층에서 제 1 패턴(111)을 이용하여 표시하여, 전체적인 디스플레이 패널의 두께를 얇게 할 수 있다.
보다 구체적으로, 제 1 디스플레이 부재(100)는 전면 방향으로 광(L)을 방출하는 도광판이다. 도광판은 전면을 제외한 방향에서는 광(L)을 내부로 전반사시킨다. 도광판은 전면에서는 광(L)을 전면으로 방출한다. 도광판은 광(L)을 도광(Waveguide)시키면서 진행시키다가 배면에 마련된 패터닝(patterning)된 부분에서 광(L)을 방출시킨다. 도광판은 광(L)을 내부로 전반사시키기 위하여 굴절율이 높은 물질로 형성된다. 도광판의 배면에는 전면 방향으로 광(L)을 방출하기 위한 홀, 마이크로 렌즈, 기타 불규칙적인 요철을 갖는 제 1 패턴(111)이 패터닝된다.
도광판의 측면에는 광원(110)이 배치된다. 광원(110)은 도광판에 광을 공급한다. 광원(110)은 발광 다이오드(LED), 형광 램프, 기타 광을 공급할 수 있는 모든 형태의 장치로 구현할 수 있다.
제 1 디스플레이 부재(100)를 도광판과 광원(110)으로 구현하는 경우, 도광판의 배면에 제 1 패턴(111)을 패터닝하고, 광원(110)을 턴-온 시키는 경우에는 제 1 패턴(111)과 동일한 형태로 제 1 영상(I1)이 도광판의 전면에 표시된다. 이에 따라, 본 발명의 일 예는 별도의 구동부 또는 제어 회로 없이 고정되어 있는 백그라운드 영상인 제 1 영상(I1)을 표시할 수 있는 구체적인 구현 방법을 제시하였다.
또는, 도 5와 같이, 본 발명의 제 1 디스플레이 부재(100)의 전면에 제 1 패턴(111)을 형성할 수도 있다. 이 경우, 제 1 디스플레이 부재(100)의 내부에서 전반사하던 광(L)은 전면에 제 1 패턴(111)이 마련된 영역에서 방출된다. 이 경우, 제 1 디스플레이 부재(100)와 제 2 디스플레이 부재(200) 사이에는 광(L)을 방출하기 위하여 소정의 두께를 갖는 갭(GAP)이 형성된다.
제 2 디스플레이 부재(200)는 제 1 디스플레이 부재(100)의 전면에 배치된다. 제 2 디스플레이 부재(200)는 제 1 디스플레이 부재(100)와 인접하여 배치될 수도 있고, 제 1 디스플레이 부재(100)로부터 소정의 간격만큼 이격되어 배치될 수도 있다. 제 2 디스플레이 부재(200)는 제 2 영상(I2)을 표시한다.
제 2 디스플레이 부재(200)는 제 1 디스플레이 부재(100)보다 사용자(500)에게 가깝게 배치된다. 이에 따라, 제 2 디스플레이 부재(200)에서 표시하는 제 2 영상(I2)은 제 1 영상(I1)에 비해 가까운 곳에 배치된 사물을 묘사하는 영상으로 사용자가 인지할 수 있다. 제 2 디스플레이 부재(200)가 제 1 디스플레이 부재(100)로부터 소정의 간격만큼 이격되어 배치된 경우, 제 2 영상(I2)이 사용자에게 더욱 가까운 곳에서 표시되어, 입체감이 더욱 증가할 것이다.
제 2 디스플레이 부재(200)에서 제 2 영상(I2)을 표시하기 위해, 본 발명의 일 예에 따른 디스플레이 패널의 주변에는 게이트 구동부, 복수의 소스 드라이브 집적회로(integrated circuit, 이하 "IC"라 칭함)들, 복수의 연성 회로 필름들, 회로 보드, 및 타이밍 컨트롤러(Timing Controller)이 더 구비될 수 있다.
본 발명의 일 예에 따른 제 2 디스플레이 부재(200)는 서로 교차하여 배치된 복수의 게이트 라인과 복수의 데이터 라인을 포함한다.
복수의 게이트 라인은 제 2 디스플레이 부재(200)의 제1 수평 축 방향을 따라 길게 연장되고, 제1 수평 축 방향과 수평 교차하는 제2 수평 축 방향을 따라 일정한 간격으로 이격된다.
복수의 데이터 라인은 복수의 게이트 라인과 교차하고, 제2 수평 축 방향을 따라 길게 연장되고, 제1 수평 축 방향을 따라 일정한 간격으로 이격된다.
화소들은 데이터 라인들과 게이트 라인들의 교차부들에 각각 배치된다. 화소들 각각은 데이터 라인과 게이트 라인에 연결된다. 화소들 각각은 박막 트랜지스터와 스토리지 커패시터를 포함한다. 박막 트랜지스터는 게이트 라인의 게이트 신호에 의해 턴-온된다. 턴-온된 박막 트랜지스터는 데이터 라인의 데이터 전압을 화소 에 공급한다.
제 2 디스플레이 부재(200)는 표시 영역과 비표시 영역을 포함한다. 표시 영역에는 게이트 라인들과 데이터 라인들이 서로 교차하여 배치된다. 게이트 라인들과 데이터 라인들의 교차영역들은 각각 화소 영역을 정의한다.
비표시 영역은 표시 영역의 외곽에 배치된다. 보다 구체적으로, 비표시 영역은 제 2 디스플레이 부재(200)에서 표시 영역을 제외한 나머지 영역을 의미한다. 예를 들어, 비표시 영역은 제 2 디스플레이 부재(200)의 상하좌우 테두리 부분일 수 있다.
게이트 구동부는 타이밍 컨트롤러로부터 입력되는 게이트 제어 신호에 따라 게이트 신호를 생성하여 게이트 라인에 공급한다. 본 발명의 일 예에 따른 게이트 구동부는 제 2 디스플레이 부재(200)의 비표시 영역에 GIP(Gate in Panel) 회로로 마련될 수 있다.
GIP 회로는 화소의 트랜지스터와 함께 제 2 디스플레이 부재(200)의 비표시 영역에 내장된다. 예를 들어, GIP 회로로 이루어진 게이트 구동부는 표시 영역의 일측 및/또는 타측 비표시 영역에 마련될 수 있지만, 이에 한정되지 않고, 게이트 라인에 게이트 신호를 공급할 수 있는 임의의 비표시 영역에 마련된다.
복수의 소스 드라이브 IC 각각은 연성 회로 필름에 실장되고, 타이밍 컨트롤러로부터 공급되는 디지털 비디오 데이터와 데이터 제어 신호를 수신하고, 데이터 제어 신호에 따라 디지털 비디오 데이터를 아날로그 데이터 전압으로 변환하여 데이터 라인들에 공급한다. 소스 드라이브 IC가 구동 칩으로 제작되는 경우, 소스 드라이브 IC 각각은 COF(chip on film) 또는 COP(chip on plastic) 방식으로 연성 회로 필름에 실장될 수 있다.
복수의 연성 회로 필름 각각은 제 2 디스플레이 부재(200)에 마련된 패드부에 부착된다. 이 때, 복수의 연성 회로 필름 각각은 이방성 도전 필름(antisotropic conducting film, ACF)을 이용하여 패드들 상에 부착된다. 이러한 복수의 연성 회로 필름 각각은 소스 드라이브 IC로부터 공급되는 데이터 전압을 패드부를 통해서 데이터 라인에 공급한다. 또한, 복수의 연성 회로 필름 중 적어도 하나는 타이밍 컨트롤러로부터 공급되는 게이트 제어 신호를 게이트 구동부에 공급한다.
회로 보드는 복수의 연성 회로 필름과 연결된다. 회로 보드는 구동 칩들로 구현된 다수의 회로들을 지지한다. 예를 들어, 회로 보드에는 타이밍 컨트롤러가 실장될 수 있다. 회로 보드는 인쇄 회로 보드(printed circuit board) 또는 연성 인쇄 회로 보드(flexible printed circuit board)일 수 있다.
타이밍 컨트롤러는 회로 보드에 실장되어 외부의 시스템 보드로부터 디지털 비디오 데이터와 타이밍 동기 신호들(Timing Signal)을 수신한다. 여기서, 타이밍 동기 신호들은 1 프레임 기간을 정의하는 수직 동기 신호(Vertical Sync Signal), 1 수평 기간을 정의하는 수평 동기 신호(Horizontal Sync Signal), 유효한 데이터 여부를 지시하는 데이터 인에이블 신호(Data Enable Signal), 및 소정의 주기를 갖는 클럭 신호인 도트 클럭(Dot Clock)을 포함한다.
타이밍 컨트롤러는 타이밍 동기 신호들에 기초하여 게이트 구동부의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 제어 신호와 소스 드라이브 IC들을 제어하기 위한 데이터 제어 신호를 생성한다. 타이밍 컨트롤러는 게이트 제어 신호를 게이트 구동부에 공급하고, 데이터 제어 신호를 복수의 소스 드라이브 IC들에 공급한다.
보다 구체적으로, 제 2 디스플레이 부재(200)는 투명 유기 발광 소자(OLED)층이다. 투명 유기 발광 소자는 화소들이 배치된 발광부 사이에 화소들이 배치되지 않은 투과부를 형성함으로써 형성할 수 있다. 투명 유기 발광 소자층은 ITO 등의 투명한 도전층을 박막트랜지스터층의 베이스층으로 하여 구현할 수 있다.
제 2 디스플레이 부재(200)가 투명한 경우, 제 1 디스플레이 부재(100)로부터 나오는 광(L)을 차단시키지 않아 제 1 영상(I1)의 휘도가 저하되지 않는다. 제 2 디스플레이 부재(200)를 유기 발광 소자층으로 형성하는 경우, 제 2 디스플레이 부재(200)의 두께를 저감시킬 수 있다. 따라서, 디스플레이 패널의 두께를 감소시킬 수 있다.
제 2 디스플레이 부재(200)는 가요성을 가지지 않는 것이 바람직하다. 만약 제 2 디스플레이 부재(200)가 가요성을 갖는 경우, 제 2 디스플레이 부재(200)가 휘면서 제 2 디스플레이 부재(200)가 표시하는 제 2 영상(I2)이 제 1 디스플레이 부재(100)에서 나오는 제 1 영상(I1)과 정렬이 맞지 않고 서로 틀어지게 되는 경우가 발생할 수 있다. 제 1 영상(I1)과 제 2 영상(I2)의 정렬이 맞지 않고 서로 틀어진 경우, 입체 영상을 시인할 때 피로감을 느끼게 된다. 또한, 색 간섭 현상이나 모이레(moire) 현상이 발생할 수 있다. 그러므로, 제 2 디스플레이 부재(200)는 제 1 디스플레이 부재(100)로부터 처음에 설치된 일정한 거리와 일정한 영역에 고정된 상태를 유지하는 것이 바람직하다.
차광 부재(300)는 제 1 디스플레이 부재(100)의 후면에 배치된다. 차광 부재(300)는 제 1 디스플레이 부재(100)와 인접하여 배치될 수도 있고, 제 1 디스플레이 부재(100)로부터 소정의 간격만큼 이격되어 배치될 수도 있다. 차광 부재(300)는 광(L)이 투과하는 것을 차단한다.
보다 구체적으로, 차광 부재(300)는 블랙 시트(black sheet)로 구현할 수 있다. 블랙 시트는 전면과 후면 전체 영역이 검정색이고, 전면과 후면으로 입사하는 모든 광(L)을 흡수한다. 따라서, 제 1 디스플레이 부재(100)와 제 2 디스플레이 부재(200)에서 후면으로 광(L)이 새는 것을 차단할수 있다. 또한, 제 1 디스플레이 부재(100)와 제 2 디스플레이 부재(200)에서 전면으로 광(L)을 방출하거나, 발광하지 않는 배경 영역은 모두 완벽하게 검정색으로 시인되도록 구현할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 예에 따른 디스플레이 패널이 제 1 영상(I1)을 표시하는 것을 나타낸 일 예시도이다.
일 예시도에서는 차량 계기판을 나타내고 있다. 차량 계기판에서, 엔진의 회전 속도, 차량의 속도, 차량의 운행 상태를 문자 표시로 나열해 놓은 정보들이 있다. 엔진의 회전 속도, 차량의 속도, 차량의 운행 상태를 문자 표시로 나열해 놓은 정보들은 항상 고정된 상태로 표시된다. 이러한 정보들은 변화하지 않고 동일한 위치에서 동일한 내용으로 표시된다. 이러한 정보들은 제 1 영상(I1)으로 표시할 수 있다.
제 1 디스플레이 부재(100)에서 제 1 영상(I1)을 표시할 수 있다. 또한, 제 1 영상(I1)이 표시되지 않는 영역들은 차광 부재(300)에 의해서 전면에서는 검정색으로 시인된다. 이에 따라, 차량 계기판의 경우, 엔진의 회전 속도, 차량의 속도, 차량의 운행 상태를 문자 표시로 나열해 놓은 정보들을 제외한 부분이 모두 검정색으로 시인된다. 이 경우 제 1 영상(I1)에서 표시하고자 하는 정보를 더욱 잘 시인할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 예에 따른 디스플레이 패널이 제 2 영상을 표시하는 것을 나타낸 일 예시도이다.
일 예시도에서는 차량 계기판을 나타내고 있다. 차량 계기판에서, 현재 엔진의 회전 속도를 나타내는 표시 막대, 현재 차량의 속도를 나타내는 표시 막대, 현재 차량의 운행 상태를 알리는 박스, 및 방향 지시등 표시가 있다. 현재 엔진의 회전 속도를 나타내는 표시 막대, 현재 차량의 속도를 나타내는 표시 막대, 현재 차량의 운행 상태를 알리는 박스, 및 방향 지시등 표시는 차량의 운행 상태에 따라 변화한다. 이러한 정보들은 보다 잘 시인되도록 변화하지 않는 표시 사항들과는 구분하여 표시할 필요가 있다. 이러한 정보들은 제 2 영상(I2)으로 표시할 수 있다.
제 2 디스플레이 부재(200)에서 제 2 영상(I2)을 표시할 수 있다. 또한, 제 2 영상(I2)이 표시되지 않는 영역들은 차광 부재(300)에 의해서 전면에서는 검정색으로 시인된다. 이에 따라, 차량 계기판의 경우, 현재 엔진의 회전 속도를 나타내는 표시 막대, 현재 차량의 속도를 나타내는 표시 막대, 현재 차량의 운행 상태를 알리는 박스, 및 방향 지시등 표시를 제외한 부분이 모두 검정색으로 시인된다. 이 경우 제 2 영상(I2)에서 표시하고자 하는 정보를 더욱 잘 시인할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 예에 따른 디스플레이 패널이 제 1 영상(I1)과 제 2 영상(I2)을 결합한 영상을 표시하는 것을 나타낸 사시도이다.
제 1 영상(I1)과 제 2 영상(I2)은 하나의 표시 영역 상에서 모두 나타낼 수 있다. 제 1 영상(I1)과 제 2 영상(I2)은 겹치지 않거나, 겹치는 경우에도 표시하는 정보의 성질이 상이하여 용이하게 구분할 수 있다. 제 1 영상(I1)은 시간의 흐름이나 차량의 상태와 관계 없이 항상 일정하게 유지되는 정보를 표시하고 있다. 제 2 영상(I2)은 시간이 지나면서, 또는 차량의 상태에 따라 변화하는 정보를 표시하고 있다.
제 1 영상(I1)은 항상 일정한 부분에서만 발광하며, 밝기 또한 일정하게 유지된다. 제 1 디스플레이 부재(100)는 별도의 구동부 또는 제어 회로가 필요하지 않다. 제 1 디스플레이 부재(100)는 일정한 부분에서만 발광할 수 있도록 제 1 패턴(111)을 설계하여, 제 1 패턴(111)과 동일한 형상으로 발광한다. 일 예로, 차량 계기판의 경우, 엔진의 회전 속도, 차량의 속도, 차량의 운행 상태를 문자 표시로 나열해 놓은 정보들을, 즉 원형 판, 숫자, 운행 상태 문자 표시 형태대로 제 1 패턴(111)을 제 1 디스플레이 부재(100)의 표면에 형성할 수 있다. 이 경우, 광(L)을 제 1 패턴(111)에서만 외부로 방출하게 되므로, 제 1 패턴(111)의 형태와 동일한 제 1 영상(I1)을 구현할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 예에 따른 제 1 디스플레이 부재(100)의 제조 방법을 나타낸 일 예시도이다.
제 1 디스플레이 부재(100)가 도광판인 경우, 통상적으로 폴리메타크릴산 메틸로 형성된다. 폴리메타크릴산 메틸은 메타크릴산 메틸(CH2＝C(CH3)COOCH3)을 중합하여 얻어지는 고분자 물질 중 대표적인 메타크릴 수지로 통상적으로 약어인 PMMA라고 칭한다. 폴리메타크릴산 메틸은 플라스틱 재료 중에서는 우수한 투명성과 내광성이 있으며 기계적 강도와 성형성 또한 우수하여, 도광판의 재료로 널리 이용된다.
본 발명의 일 예에 따른 제 1 패턴(111)은 제 1 디스플레이 부재(100)의 배면에 음각으로 패터닝 된다. 제 1 디스플레이(100)의 배면에 제 1 패턴(111)이 패터닝 되는 부분을 다른 영역에 비해 들어가도록 에칭하거나, 커팅하거나, 기타의 방식으로 깎는다. 깎인 부분에서는 전반사가 일어날 수 없고 내부에서 진행하던 광(L)이 투과되므로, 제 1 패턴(111)이 마련된 영역에서 광(L)이 외부로 방출될 수 있다.
폴리메타크릴산 메틸에 제 1 패턴(111)을 형성하기 위해서, 제 1 패턴(111)과 동일한 형상의 패턴이 양각으로 새겨진 소프드 몰드(800)를 준비한다. 소프트 몰드(800)는 폴리메타크릴산 메틸과 같은 플라스틱을 성형하기 위한 금형이다. 소프트 몰드(800)상에는 양각으로 패턴을 형성하는 것이 용이하다. 소프트 몰드(800)는 특이한 형상을 갖고, 동일 형상의 제품을 다수 만들어야 할 때 일반적으로 사용된다.
소프트 몰드(800)에 제 1 패턴(111)을 형성하기 위하여 필름 마스터 포토(Film Master Photo) 공정 방법을 이용할 수 있다. 우선, 패턴을 낼 수 있는 요철이 균일하게 배치된 필름 마스터를 준비하고, 포토레지스터 물질을 도포한다. 다음으로, 제 1 패턴(111)이 형성될 영역에 자외선(UV)을 받지 않도록 감광 마스크를 씌우고, 나머지 영역은 자외선(UV)을 받도록 자외선(UV) 노광 작업을 수행한다. 현상 후 남는 것은 제 1 패턴(111)이 형성된 소프트 몰드(800)이다.
도 8에서 소개한 것은 그 다음 단계인 소프트 몰드(800)를 배치하고, 그 위에 레진(700)을 균일하게 도포한 후, 제 1 디스플레이 부재(100)를 배치하여 제 1 패턴(111)을 형성하는 것이다. 본 발명의 일 예에 따른 디스플레이 패널에서는 제 1 패턴(111)이 배면을 향하도록 제 1 디스플레이 부재(100)를 배치할 것이다. 이 단계에서도 자외선(UV)을 조사하며, 자외선(UV) 조사 시 소프트 몰드(800)의 형태와 동일하게, 음각으로 제 1 패턴(111)이 제 1 디스플레이 부재(100)에 형성된다.
도 9는 본 발명의 일 예에 따른 제 1 디스플레이 부재(100) 상의 제 1 패턴(111)을 나타낸 평면도이다.
일 예로, 제 1 패턴(111)은 제 1 영상(I1)을 표시하고자 하는 형태로 제 1 디스플레이 부재(100) 상에 형성할 수 있다. 도 9에서는 제 1 패턴(111)은 P자 형태로 배치되어 있으며, 제 1 디스플레이 부재(100)의 표면 상에 미세한 가로 방향의 홈 형태로 형성되어 있다. 그러나 이에 한정되지 않으며, 제 1 패턴(111)은 미세한 세로 방향의 홈 형태로 형성되거나, 미세한 원형 또는 기타 형태의 홈 형태로 형성될 수도 있다.
제 1 패턴(111)이 형성된 경우, 제 1 패턴(111)에서는 제 1 디스플레이 부재(100) 내부에서 진행하던 광(L)이 방출된다. 또한, 제 1 패턴(111)이 형성되지 않은 영역에서는 광(L)이 방출되지 않고 내부에서 전반사된다. 따라서, 제 1 패턴(111)의 형태대로 제 1 영상(I1)을 표시할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 예에 따른 다층 디스플레이 장치를 나타낸 블록도이다.
본 발명의 일 예에 따른 다층 디스플레이 장치는 본 발명의 일 예에 따른 디스플레이 패널과, 디스플레이 패널을 구동하는 패널 구동부(400)를 포함한다.
패널 구동부(400)는 디스플레이 패널이 턴-온 될 수 있도록 전원을 공급한다. 패널 구동부(400)는 디스플레이 패널에서 표시할 정보에 따라 디스플레이 패널의 휘도 및 표시되는 영상을 제어한다. 패널 구동부(400)는 디스플레이 패널에서 제 1 영상(I1)과 제 2 영상(I2)이 어긋나지 않고 정확히 표시될 수 있도록 제어한다.
패널 구동부(400)는 제 1 전원 공급부(410), 제 2 전원 공급부(420), 및 제어부(430)를 포함한다.
제 1 전원 공급부(410)는 제 1 디스플레이 부재(100)를 턴-온 시킨다. 제 1 전원 공급부(410)는 제 1 신호(SIG1)를 공급받는 경우, 제 1 디스플레이 부재(100)에 제 1 전원(Power1)을 공급하여 제 1 디스플레이 부재(100)를 턴-온 시킨다.
제 1 신호(SIG1)는 제 1 영상을 표시하기 위한 신호이다. 제 1 신호(SIG1)는 외부의 시스템 보드(600)로부터 패널 구동부(400)로 공급된다. 제 1 신호(SIG1)는 패널 구동부(400) 내부에 있는 제어부(430)로 공급된다. 제 1 신호(SIG1)는 제 1 전원 공급부(410)에 공급되는 경우, 제 1 전원 공급부(410)가 제 1 디스플레이 부재(100)에 제 1 전원(Power1)을 공급하도록 한다. 이에 따라, 제어부(430)는 제 1 디스플레이 부재(100)를 턴-온 시키려는 경우, 공급받은 제 1 신호(SIG1)를 제 1 전원 공급부(410)로 공급한다.
제 1 영상(I1)은 시간의 흐름이나 다층 디스플레이 장치의 주변 상황에 변하지 않는 정보를 표시한다. 제 1 영상(I1)을 표시하기 위해 다층 디스플레이 장치 내부에서 별도의 디지털 비디오 데이터를 공급할 필요가 없다. 이에 따라, 본 발명의 일 예에 따른 다층 디스플레이 장치는 제 1 전원 공급부(410)를 제 1 신호(SIG1)를 이용하여 턴-온 시켜 제 1 전원(Power1)을 제 1 디스플레이 부재(100)에 공급하는 간단한 구성을 통하여 제 1 영상(I1)을 표시할 수 있다.
제 2 전원 공급부(420)는 제 2 디스플레이 부재(200)를 턴-온 시킨다. 제 2 전원 공급부(420)는 제 2 디지털 비디오 데이터(DATA2)를 공급받는다. 제 2 전원 공급부(420)는 제 2 디지털 비디오 데이터(DATA2)에 기초하여 제 2 데이터 전압(VD2)을 생성한다. 제 2 전원 공급부(420)는 제 2 데이터 전압(VD2)을 제 2 디스플레이 부재(200)로 공급한다.
제 2 디지털 비디오 데이터(DATA2)는 시스템 보드(600)로부터 공급된다. 제 2 디지털 비디오 데이터(DATA2)는 패널 구동부(400) 내부의 제어부(430)로 공급된다. 제 2 디지털 비디오 데이터(DATA2)는 제 2 디스플레이 부재(200)에서 제 2 영상(I2)을 표시하기 위한 화상 정보들을 포함하고 있다. 제어부(430)는 제 2 디스플레이 부재(200)를 턴-온 시키려는 경우, 제 2 디지털 비디오 데이터(DATA2)를 제 2 전원 공급부(420)로 공급한다.
제 2 데이터 전압(VD2)은 제 2 디스플레이 부재(200)에만 공급된다. 이에 따라, 제 2 디스플레이 부재(200)에서 제 2 영상(I2)을 독립적으로 표현하는 것이 가능하다. 뿐만 아니라, 제 1 영상(I1)의 휘도나 표현은 그대로 유지하면서, 제 2 영상(I2)으로 표현되는 요소들만을 변환시키는 것이 가능하다. 이에 따라, 일 예에서 소개한 차량 계기판 등에서, 속도 바늘만을 변화시키는 디스플레이나, 속도 바늘의 밝기만을 변화시키는 등의 다양한 표현이 가능하다.
제어부(430)는 제 1 신호(SIG1)와 제 2 디지털 비디오 데이터(DATA2)를 선택적으로 공급할 수 있다. 제어부(430)는 제 1 영상(I1)과 제 2 영상(I2)를 동시에 표시하기 위해 제 1 신호(SIG1)와 제 2 디지털 비디오 데이터(DATA2)를 동시에 공급할 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않으며, 제어부(430)는 제 1 신호(SIG1)를 공급하여 제 1 영상(I1)만을 표시할 수도 있고, 제 2 디지털 비디오 데이터(DATA2)만을 공급하여 제 2 영상(I2)만을 표시할 수도 있다.
본 발명의 일 예는 1개의 디스플레이 패널의 상부에는 투명 OLED 디스플레이를 적용하고, 하부에는 특정 패턴이 있는 도광판을 조합하여 높은 휘도, 슬림한 디자인, 가격 경쟁력이 있는 다층 디스플레이를 구현하였다.
본 발명의 일 예는 도광판의 테두리에 광원이 부착되고, 도광판으로 입광된 광이 내부에 있는 패턴에 의해 출광하게 된다. 도광판의 하부에는 블랙 시트가 부착되어 도광판에 의해 표시되는 정보들의 명암비(Contrast Ratio, CR) 및 시인성을 향상시킨다. 또한, 본 발명은 광원의 턴-온 또는 턴-오프에 의해 다층 디스플레이 모드 또는 단일층 디스플레이 모드를 선택적으로 구현할 수 있다.
본 발명의 일 예는 하나의 디스플레이 패널로 다층 디스플레이를 구현할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 예에 따른 다층 디스플레이 장치는 모아레(Moire) 현상이나 해상도 저하 문제가 발생하지 않고, 휘도 저하가 적다. 또한, 본 발명의 일 예에 따른 다층 디스플레이 장치는 적층형 다층 디스플레이 구조 대비 비용 절감이 가능하다. 또한, 본 발명의 일 예에 따른 다층 디스플레이 장치는 도광판의 두께로 입체감을 구현할 수 있어, 별도의 갭 글라스(Gap Glass)가 불필요하며, 적층형 다층 디스플레이 구조 대비 슬림한 형태의 디자인이 구현 가능하다.
이상에서 설명한 본 출원은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 출원의 기술적 사항을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 출원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 그러므로, 본 출원의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 출원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 제 1 디스플레이 부재 110: 광원
111: 제 1 패턴 200: 제 2 디스플레이 부재
300: 차광 부재 400: 패널 구동부
410, 420: 제 1 및 제 2 전원 공급부 430: 제어부
500: 사용자 600: 시스템 보드
700: 레진 800: 소프트 몰드
DA: 표시 영역 I1, I2: 제 1 및 제 2 영상

Claims (9)

  1. 제 1 영상을 표시하는 제 1 디스플레이 부재;
    상기 제 1 디스플레이 부재의 전면에 배치되어 제 2 영상을 표시하는 제 2 디스플레이 부재;
    상기 제 1 디스플레이 부재의 후면에 배치된 차광 부재를 포함하며,
    상기 제 1 디스플레이 부재에는 상기 제 1 영상을 표시하는 제 1 패턴들이 마련되고,
    상기 제 1 패턴들은 상기 제 1 디스플레이 부재의 전면에 형성되며,
    상기 제 1 디스플레이 부재 및 상기 제 2 디스플레이 부재 사이에는 광을 배출하기 위해 소정의 두께를 갖는 갭이 형성된 디스플레이 패널.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 디스플레이 부재는 전면 방향으로 광을 방출하는 도광판이며,
    상기 도광판의 측면에 광원이 배치된, 디스플레이 패널.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 디스플레이 부재는,
    투명 유기 발광 소자층인, 디스플레이 패널.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 차광 부재는,
    블랙 시트인, 디스플레이 패널.
  6. 제 1 항, 제2항, 제4항 및 제 5 항 중 어느 한 항의 디스플레이 패널; 및
    상기 디스플레이 패널을 구동하는 패널 구동부를 포함하는, 다층 디스플레이 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 패널 구동부는,
    상기 제 1 디스플레이 부재를 턴-온 시키는 제 1 전원 공급부; 및
    상기 제 2 디스플레이 부재를 턴-온 시키는 제 2 전원 공급부를 포함하는, 다층 디스플레이 장치.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 패널 구동부는,
    상기 제 1 영상을 표시하는 경우, 시스템 보드로부터 상기 제 1 영상을 표시하기 위한 제 1 신호를 공급받고, 상기 제 1 신호에 따라 상기 제 1 디스플레이 부재를 턴-온 시키는, 다층 디스플레이 장치.
  9. 제 6 항에 있어서, 상기 패널 구동부는,
    상기 제 2 영상을 표시하는 경우, 시스템 보드로부터 상기 제 2 영상을 표시하기 위한 제 2 디지털 비디오 데이터를 공급받고, 상기 제 2 디지털 비디오 데이터에 기초하여 제 2 데이터 전압을 생성하여 상기 제 2 디스플레이 부재로 공급하는, 다층 디스플레이 장치.
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