KR20160085037A - 표시장치 - Google Patents

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KR20160085037A KR1020150001884A KR20150001884A KR20160085037A KR 20160085037 A KR20160085037 A KR 20160085037A KR 1020150001884 A KR1020150001884 A KR 1020150001884A KR 20150001884 A KR20150001884 A KR 20150001884A KR 20160085037 A KR20160085037 A KR 20160085037A
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Abstract

편광부재를 포함하는 표시장치가 개시된다. 표시장치는 표시영역 및 동일 평면 상에서 표시영역을 둘러싸는 비표시영역을 정의하는 커버윈도우, 발광부 및 수광부를 포함하고, 커버윈도우의 일측에서 비표시영역에 중첩되도록 배치되는 광센서부재, 커버윈도우의 광센서 부재와 마주보는 일면 상에서 비표시영역과 중첩되는 영역에 형성되고, 광센서부재와 대응하도록 1개의 홀(hole)을 정의하는 컬러층, 및 적층되어 있는 복수의 편광필름을 포함하고, 홀이 노출하는 커버윈도우의 일면 상에 배치되는 편광부재를 포함한다.

Description

표시장치{Display device}
본 발명은 표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 편광부재를 포함하는 표시장치에 관한 것이다.
텔레비전, 휴대폰, 네비게이션, 컴퓨터 모니터 등 다양한 표시장치가 개발되고 있다. 상기 표시장치들은 표시패널, 커버윈도우 및 광센서부재를 포함할 수 있다. 광센서부재는 커버윈도우 하부에 배치되고, 발광부와 수광부를 포함한다. 발광부로부터 커버윈도우 방향으로 출사되는 광이 인접한 사용자 등에 의해 반사되어 광 수신부에서 인식되는지 여부에 따라 표시패널의 표시여부를 결정한다. 상기 광은 주로 적외선 광이다. 표시장치는 광센서부재가 포함된 표시장치에 의해 전력 소모를 감소시킬 수 있다.
상기 커버윈도우의 비표시영역에 대응하는 커버윈도우 내측 일부에 컬러층이 배치되어 표시장치의 내부가 보이지 않도록 하고 있다. 컬러층은 광센서부재로부터 출사된 광 및 반사되어 들어오는 광을 투과시키 위한 홀(hole)을 포함한다.
종래 표시장치들은 상기 홀이 노출하는 커버윈도우 내측에 적외선 잉크층을 인쇄하여 외부에서 광센서부재를 볼 수 없도록 하지만, 적외선 잉크층의 표면이 편평하지 않아서 발광부에서 출사된 광을 난반사시키고, 난반사 된 광이 수광부로 들어와 상기 광센서부재의 오작동을 일으킬 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 광센서부재로부터 출사된 광의 난반사를 억제하는 표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 광센서부재로부터 출사된 적외선의 투과율을 높이는 동시에 가시광선의 투과율을 낮추는 표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치는 표시영역 및 동일 평면 상에서 상기 표시영역을 둘러싸는 비표시영역을 정의하는 커버윈도우, 발광부 및 수광부를 포함하고, 상기 커버윈도우의 일측에서 상기 비표시영역에 중첩되도록 배치되는 광센서부재, 상기 커버윈도우의 상기 광센서 부재와 마주보는 일면 상에서 상기 비표시영역과 중첩되는 영역에 형성되고, 상기 광센서부재와 대응하도록 1개의 홀(hole)을 정의하는 컬러층, 및 적층되어 있는 복수의 편광필름을 포함하고, 상기 홀이 노출하는 상기 커버윈도우의 일면 상에 배치되는 편광부재를 포함한다.
상기 편광필름은 편광자, 상기 편광자의 일면에 형성된 제1 보호층, 및 상기 편광자의 타면에 형성된 제2 보호층을 포함할 수 있다.
상기 제1 보호층 및 제2 보호층 중 적어도 하나는 트리아세틸 셀룰로오스(TriAcetyl Cellulose, TAC) 또는 셀룰로오스 아세테이트 트리멜리테이트(Cellulose Acetate Trimellitate, CAT)를 포함할 수 있다.
상기 편광부재는 제1 편광필름 및 제2 편광필름을 포함하고, 상기 제1 편광필름의 편광축 방향인 제1 편광방향과 상기 제2 편광필름의 편광축 방향인 제2 편광방향은 45도 내지 90도의 각도를 가질 수 있다.
940nm 이상의 파장을 갖는 적외선의 상기 편광부재에 대한 투과율은 80% 이상일 수 있다.
상기 복수의 편광필름 사이에 제1 접착층이 배치될 수 있다.
상기 홀이 노출하는 면과 상기 편광부재 사이에 제2 접착층이 배치될 수 있다.
상기 편광부재는 상기 홀과 동일한 면적을 갖고 상기 홀과 대응되도록 배치될 수 있다.
상기 편광부재는 상기 홀보다 넓은 면적을 갖고 상기 컬러층 상으로 연장 배치될 수 있다.
상기 발광부 및 수광부는 상기 표시영역과 상기 비표시영역의 경계를 이루는 모서리 중 상대적으로 길이가 짧은 2개의 모서리의 길이방향에 평행하게 배열될 수 있다.
상기 발광부 및 수광부는 상기 표시영역과 상기 비표시영역의 경계를 이루는 모서리 중 상대적으로 길이가 긴 2개의 모서리의 길이방향에 평행하게 배열될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시장치는 표시영역 및 동일 평면 상에서 상기 표시영역을 둘러싸는 비표시영역을 정의하는 커버윈도우, 발광부 및 수광부를 포함하고, 상기 커버윈도우의 일측에서 상기 비표시영역에 중첩되도록 배치되는 광센서부재, 상기 커버윈도우의 상기 광센서 부재와 마주보는 일면 상에서 상기 비표시영역과 중첩되는 영역에 형성되고, 상기 광센서부재와 대응하도록 2개의 홀(hole)을 정의하는 컬러층, 및 적층되어 있는 복수의 편광필름을 포함하고, 상기 홀이 노출하는 상기 커버윈도우의 일면 상에 배치되는 편광부재를 포함하되, 상기 2개의 홀은 상기 광센서부재에 포함된 발광부 및 수광부에 각각 하나씩 대응한다.
상기 편광필름은 편광자, 상기 편광자의 일면에 형성된 제1 보호층, 및 상기 편광자의 타면에 형성된 제2 보호층을 포함할 수 있다.
상기 제1 보호층 및 제2 보호층 중 적어도 하나는 트리아세틸 셀룰로오스(TriAcetyl Cellulose, TAC) 또는 셀룰로오스 아세테이트 트리멜리테이트(Cellulose Acetate Trimellitate, CAT)를 포함할 수 있다.
상기 편광부재는 제1 편광필름 및 제2 편광필름을 포함하고, 상기 제1 편광필름의 편광축 방향인 제1 편광방향과 상기 제2 편광필름의 편광축 방향인 제2 편광방향은 45도 내지 90도의 각도를 가질 수 있다.
940nm 이상의 파장을 갖는 적외선의 상기 편광부재에 대한 투과율은 80% 이상일 수 있다.
상기 편광부재는 상기 홀과 동일한 면적을 갖고 상기 홀과 대응되도록 배치될 수 있다.
상기 편광부재는 상기 홀보다 넓은 면적을 갖고 상기 컬러층 상으로 연장 배치될 수 있다.
상기 편광부재는 상기 2개의 홀이 노출하는 상기 커버윈도우의 일면들 상에 연속하여 배치될 수 있다.
상기 2개의 홀이 노출하는 상기 커버윈도우의 일면들 상에 각각 대응하는 2개의 편광부재가 배치될 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 표시장치는 복수의 편광필름을 적층한 편광부재를 커버윈도우의 일측에 부착함으로써, 광센서부재로부터 출사된 광의 난반사를 억제할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 표시장치는 광센서부재로부터 출사된 적외선의 투과율을 높이는 동시에 가시광선의 투과율을 낮출 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 분해사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 편광부재의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 편광부재의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치를 도 1의 A-A’를 따라 절단한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시장치를 도 1의 A-A’를 따라 절단한 단면도이다.
도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시장치의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 광센서부재의 작동원리를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 편광부재의 파장에 따른 투과율을 도시하는 그래프이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 구성도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 전원 관리 방법을 도시하는 순서도이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 편광부재의 단면도이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시장치의 사시도이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시장치의 사시도이다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시장치를 도 14의 B-B’를 따라 절단한 단면도이다.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시장치를 도 14의 B-B’를 따라 절단한 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참고하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장된 것일 수 있다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위 뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다.
한편, 본 발명의 실시예들에서 표시장치는 다양한 장치를 포함할 수 있다. 예를 들면, 표시 장치는 액정표시장치 또는 유기발광 표시장치를 포함할 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 표시장치가 유기발광 표시장치인 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
이하, 도면을 참고하여 본 발명의 실시예들에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 분해사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 편광부재의 사시도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 편광부재의 단면도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치를 도 1의 A-A’를 따라 절단한 단면도이다. 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시장치를 도 1의 A-A’를 따라 절단한 단면도이다. 도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 단면도이다. 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시장치의 단면도이다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 광센서부재의 작동원리를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시에에 따른 표시장치(10)는 표시패널(400), 표시패널(400)의 하측에 배치되는 회로기판(500), 회로기판(500) 상에 배치되는 광센서부재(300), 표시패널(400) 및 회로기판(500)을 수납하는 하우징(600), 표시패널(400), 표시패널(400) 및 회로기판(500) 상에 배치된 커버윈도우(100) 및 커버윈도우(100)의 일측에 광센서부재(300)와 대응하도록 배치되는 편광부재(1000)를 포함한다.
표시패널(400)은 영상을 표시할 수 있다. 표시패널(400)은 유기 발광 표시패널(OLED panel), 액정 표시패널(LCD panel), 전기영동 표시패널(EPD panel), 및 일렉트로웨팅 표시패널(EWD panel)과 같이 다양한 표시패널 등의 다양한 표시패널을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1에 도시된 바와 같이, 회로기판(500)은 표시패널(400)의 두께방향으로 표시패널(400)의 측면을 덮도록 배치될 수 있고, 표시패널(400)의 측면으로부터 연장되어 측면의 상측 모서리에 인접한 면과 하측 모서리에 인접한 면의 적어도 일부를 덮고 있을 수 있다. 더욱 구체적으로 설명하면, 회로기판(500)은 표시패널(400)의 커버윈도우(100)와 마주보는 면의 일측 모서리에 인접한 면의 일부분을 덮고 있으면서, 상기 일측 모서리에 인접한 표시패널(400)의 측면 및 상기 측면에 인접한 하면으로 연장되어 있을 수 있다.
회로기판(500)은 표시패널(400)과 전기적으로 연결되어 있고, 표시패널(400)을 구동하는 구동소자, 신호를 처리하는 신호제어장치 및 전원장치(Switching Mode Supply, SMPS)를 포함할 수 있다.
커버윈도우(100)는 표시패널(400) 상에 배치되며, 하우징(600)에 결합되어 하우징(600)과 함께 표시장치(10)의 외면을 구성할 수 있다. 표시패널(400)은 커버윈도우(100)에 결합될 수 있다.
커버윈도우(100)는 평면상으로 표시패널(400)에서 투사된 영상이 표시되는 표시영역(P1) 및 표시영역(P1)을 둘러싸는 비표시영역(P2)을 포함할 수 있다. 비표시영역(P2)은 표시패널(400)에서 투사된 영상이 표시되지 않는 영역이다. 예를 들어, 표시영역(P1)에 대응하는 커버윈도우(100)의 일면에는 컬러층(110)이 배치되어 있지 않아서 광을 그대로 통과시킬 수 있고, 비표시영역(P2)에 대응하는 커버윈도우(100)의 일면에는 컬러층(110)이 배치되어 있어서, 광을 적어도 부분적으로 차단할 수 있다. 컬러층(110)이 불투명한 물질로 이루어진 경우, 입사되는 광을 완전히 차단할 수 있다.
비표시영역(P2)의 광센서부재(300)와 중첩되는 영역에는 홀(120)이 정의될 수 있다. 홀(120)은 비표시영역(P2) 내에서 컬러층(110)에 의해 정의된다. 홀(120)은 커버윈도우(100)를 노출하기 때문에 광을 통과시킬 수 있다.
도 1에는 홀(120)이 사각형인 것을 도시하였으나, 광이 통과할 수 있다면 형상에 제한되지 않고 원형, 삼각형, 타원형 및 불규칙한 형상일 수 있다.
광센서부재(300)는 회로기판(500)의 커버윈도우(100)와 마주보는 면에 배치될 수 있다. 더욱 구체적으로 설명하면, 광센서부재(300)는 회로기판(500)의 커버윈도우(100)를 향하는 면에서 커버윈도우(100)의 비표시영역(P2)과 중첩되는 영역에 배치될 수 있다.
하우징(600)은 표시패널(400) 및 회로기판(500)을 수납할 수 있다. 도 1에서는 1개의 부재로 구성된 하우징(400)을 예시적으로 도시하고 있다. 그러나, 하우징(400)은 2개 이상의 부재가 결합되어 구성될 수도 있다. 이하, 1개의 부재로 구성된 하우징을 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
하우징(600)은 표시패널(400) 및 회로기판(500) 이외에 배터리(미도시)와 같은 전원부를 더 수납할 수 있다.
하우징(600)은 합성수지를 사출하여 형성될 수 있고, 금속 재질, 예컨대 스테인레스 스틸 또는 티타늄을 포함하여 형성될 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 컬러층(110)은 커버윈도우(100)의 일면 상에 배치되고, 비표시영역(P2)의 적어도 일부에 대응하게 배치된다. 컬러층(110)은 커버윈도우(100)의 타면 상으로 입사되는 광을 흡수하거나 반사시킨다. 도 4에서 1개의 층을 포함하는 컬러층(110)을 예시적으로 도시하고 있다. 그러나, 컬러층(110)은 2개 이상의 층을 포함할 수도 있다.
홀(120)은 컬러층(110)에 의해 정의되고, 커버윈도우(100)를 노출하며, 광센서부재(300)에 대응하는 영역 내에 배치될 수 있다. 도 1 내지 도 8에서 광센서부재(300)에 대응하는 영역 내에 1개의 홀(120)이 배치되는 것을 예시적으로 도시하고 있다. 그러나 다른 실시예에서, 광센서부재(300)에 대응하는 영역 내에 2개의 홀(120)이 배치될 수도 있다. 이하, 광센서부재(300)에 대응하는 영역 내에 1개의 홀(120)이 배치되는 것을 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
도 2 내지 도 3을 참조하면 커버윈도우(100)의 일측에 편광부재(1000)가 배치될 수 있다. 편광부재(1000)는 적층되어 있는 2개의 편광필름(200)을 포함한다.
더욱 구체적으로 설명하면, 각각의 편광필름(200)은 적층되어 있는 편광자(210), 제1 보호층(220) 및 제2 보호층(230)을 포함할 수 있다. 편광자(210)의 일면에 제1 보호층(220)이 배치되고, 편광필름(200)의 타면에 제2 보호층(230)이 배치될 수 있다.
편광자(210)는 입사광 중 한쪽 방향으로 진동하는 광만 투과시키고 다른 방향으로 진동하는 광은 흡수하는 편광기능을 갖는다. 편광자(210)는 편광자(210)는 폴리 비닐 알코올(Poly Vinyl Alcohol, PVA)을 포함하여 이루어질 수 있다.
제1 보호층(220) 및 제2 보호층(230)은 편광자(210)를 보호하거나 지지할 수 있다. 제1 보호층(220) 및 제2 보호층(230)에 의해 편광자(210)의 내구성, 기계적 강도, 내열 및 내습성이 향상될 수 있다.
제1 보호층(220) 및 제2 보호층(230) 중 적어도 하나는 트리아세틸 셀룰로오스(TriAcetyl Cellulose, TAC)를 포함할 수 있다. 또한, 제1 보호층(220) 및 제2 보호층(230) 중 적어도 하나는 셀룰로오스 아세테이트 트리멜리테이트(Cellulose Acetate Trimellitate, CAT)를 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제1 보호층(220)은 TAC로 이루어지고, 제2 보호층(230)은 CAT로 이루어질 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 편광부재(1000)에 포함되어 있는 2개의 편광필름(200)중 어느 하나의 편광필름(200)의 편광축은 제1 편광방향(D1)을 향하고, 나머지 편광필름(200)의 편광축 방향은 제2 편광방향(D2)을 향한다.
이때, 제1 편광방향(D1)과 제2 편광방향(D2)이 동일 평면상에서 이루는 각도(a)는 45도 내지 90도일 수 있다. 0도 내지 90도 범위에서 각도(a)가 클수록 편광부재(1000)를 투과하는 가시광선의 양은 감소한다. 더욱 구체적으로 설명하면, 제1 편광방향(D1)과 제2 편광방향(D2)이 동일 평면상에서 이루는 각도(a)가 90도에 가까울수록 가시광선이 편광부재(1000)를 투과하는 양이 감소한다.
한편, 적외선은 가시광선보다 파장이 길기 때문에 상대적으로 투과력이 좋고, 제1 편광방향(D1)과 제2 편광방향(D2)이 동일 평면상에서 이루는 각도(a)가 90도에 가깝더라도 편광부재(1000)를 잘 투과할 수 있다. 예컨대 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치(10)의 편광부재(1000)에 940nm 이상의 파장을 갖는 적외선을 출사하면 80% 이상의 투과율을 얻을 수 있다.
그 결과, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치(10)의 편광부재(1000)는 가시광선 영역에서 낮은 투과율을 갖고, 높은 적외선 투과율을 갖는다. 이에 따라, 광센서부재(300)가 외부에 보이지 않는 상태에서, 광센서부재(300)가 편광부재(1000)를 통해 적외선을 주고 받을 수 있다.
편광부재(1000)에 포함되어 있는 2개의 편광필름(200) 사이에 제1 접착층(240)이 배치될 수 있다. 제1 접착층(240)은 2개의 편광필름(200)을 접착시킬 수 있다. 제1 접착층(240)은 투명 접착층일 수 있다. 예를 들어, 제1 접착층(240)은 OCA(Optically clear adhesive)일 수 있다. 그러나, 이에 제한되지 않고, OCR(Optically clear resin)이 적용될 수도 있다.
예시적인 실시예에서, 제1 접착층은 PSA(Pressure Sensitive Adhesive)를 포함할 수 있다. PSA는 고분자 경화물을 포함할 수 있다. PSA는 점착제를 포함하여 필름 형태로 이루어져, 외부에서 제공되는 압력에 응답하여 점착 기능을 수행한다. PSA는 아크릴계나 고무계의 점착제, 혹은 상기 점착제에 질코니아 등의 미립자를 함유시킨 점착제를 포함할 수 있다.
편광부재(1000)는 상술한 바와 같이, 2개의 편광필름(200)을 적층하여 제조되기 때문에 전체 영역에서 일정한 두께를 갖는다. 따라서, 적외선 인쇄층 대신 필름 형태로 제공되는 편광부재(1000)를 커버윈도우의 일측에 부착하여 사용함으로써, 광센서부재(300)에서 출사된 광의 난반사를 억제할 수 있다
도 4를 참조하면, 커버윈도우(100)의 일면에 홀(120)을 정의하는 컬러층(110)이 배치되어 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치(10)의 편광부재(1000)는 홀(120)보다 큰 면적을 갖는다. 편광부재(1000)와 커버윈도우(100) 사이에 제2 접착층(250)이 배치됨으로써, 편광부재(1000)가 커버윈도우(100)에 부착될 수 있다. 도 4에는 제2 접착층(250)이 편광부재(1000) 상에 배치되어 있으나, 커버윈도우(100)의 일면에 배치되는 것도 가능하다. 편광부재(1000)는 홀(120)이 노출하는 커버윈도우(100) 상에 배치되고, 컬러층(110)의 홀(120)에 인접한 영역으로 연장 배치될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 편광부재(1100)는 도 5에 도시된 바와 같이, 홀(120)과 동일한 면적을 가질 수도 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 편광부재(1100)는 홀(120)과 동일한 면적을 갖기 때문에 홀(120)이 노출하는 커버윈도우(100) 상에 배치되는 동시에 컬러층(110) 상으로 연장되지 않을 수 있다.
도 4에 도시된 편광부재(1000)를 사용할 경우 부착되는 위치에 오차가 있더라도 일정 마진(margin)을 갖고 있기 때문에 커버윈도우(100)가 노출되지 않을 수 있으나, 도 5에 도시된 편광부재(1100)를 사용할 경우, 부착되는 위치에 오차가 있다면 커버윈도우(100)가 노출되는 불량이 발생할 수 있다는 단점이 있다. 그러나 도 5에 도시된 편광부재(1100)를 사용할 경우 도 4에 도시된 편광부재(1000)를 사용할 경우에 비해 편광부재(1100) 제조에 소요되는 재료를 절감할 수 있다.
도 1 및 도 6을 참조하면, 커버윈도우(100)의 일측에 광센서부재(300)가 배치되어 있고, 편광부재(1000)가 커버윈도우(100)의 일면에 배치될 수 있다. 더욱 구체적으로 설명하면, 커버윈도우(100)의 일측에 홀(120)에 대응하도록 광센서부재(300)가 배치되고, 커버윈도우(100)의 광센서부재(300)와 마주보는 면에 편광부재(1000)가 배치될 수 있다. 즉, 편광부재(1000)와 광센서부재(300)는 홀(120)과 중첩되는 영역에 배치될 수 있다. 표시패널(400), 회로기판(500), 및 하우징(600)은 상기에서 상세히 설명하였으므로 중복된 설명은 생략하기로 한다.
도 7은 도 6의 표시장치의 변형예를 모식적으로 도시한 단면도이다.
도 7의 표시장치는 도 6의 표시장치와 유사하다. 다만, 회로기판(501)이 표시패널(400)의 측면을 감싸지 않고, 표시패널(400)의 하우징(600)과 마주보는 면에만 배치된 점에서 도 6의 표시장치와 상이하다. 이때, 광센서부재(300)는 회로기판(501)의 커버윈도우(100)와 마주보는 면 상에서 표시패널(400)이 배치되지 않은 영역에 배치될 수 있다.
도 1, 도 4 및 도 8을 참조하면, 커버윈도우(100)의 일측에 광센서부재(300)가 배치되고, 커버윈도우(100)의 광센서부재(300)와 마주보는 면 상에 편광부재(1000)가 배치될 수 있다.
광센서부재(300)는 발광부(310)와 수광부(320)를 포함할 수 있다. 도 1 및 도 8에서 발광부(310)와 수광부(320)는 하나의 홀(120)에 대응하는 것을 도시하였으나, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시장치에서는 발광부(310)와 수광부(320)가 상이한 홀(120)에 각각 대응하도록 배치될 수 있다.
발광부(310)는 홀(120)을 통하여 커버윈도우(100) 상측으로 광을 출사한다. 출사된 광의 일부는 인접한 사용자(700)에 의해 반사되어 홀(120)을 통하여 내부로 들어와 수방부(320)에 수신될 수 있다. 한편, 인접한 사용자(700)가 없는 경우에는 홀(120)을 통하여 출사된 광이 반사되어 되돌아오지 않기 때문에 광이 수광부(320)에 충분히 수신되지 않을 수 있다.
예시적인 실시예에서, 수광부(320)는 가시광선 및 적외선을 동시에 수신할 수 있다. 적외선을 수신하여 상기와 같이 인접한 사용자(700)를 인식하는 동시에, 가시광선을 이용하여 조도를 측정할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 편광부재(1000)의 파장에 따른 투과율을 도시하는 그래프이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 편광부재(1000)는 940nm 이상의 파장을 갖는 적외선은 80% 이상 투과시키는 반면, 가시광선 및 자외선은 상대적으로 투과율이 낮다. 예컨대 가시광선의 투과율은 20% 미만일 수 있다. 그 결과, 광센서부재(300)가 외부에 보이지 않을 수 있고, 광센서부재(300)가 편광부재(1000)를 통해 적외선을 주고 받을 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 전원 관리 장치의 구성도이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치(10)의 전원 관리 장치는 광센서부재(300), 통신모듈(810), 오디오 처리부(820), 저장부(830), 입력부(840), 표시부(850) 및 제어부(860)를 포함할 수 있다.
광센서부재(300)는 사용자의 근접을 감지하는 역할을 수행한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 광센서부재(300)는 포토 다이오드(photodiode) 기반의 광센서부재(300)일 수 있다. 광센서부재(300)는 발광부(310) 및 수광부(320)를 포함하며 발광부(310)는 LED(Light Emitting Diode)를 포함할 수 있고, 수광부(320)는 포토다이오드를 포함할 수 있다. 특히 발광부(310)는 IR LED(Infra-red Light Emitting Diode)로 구성될 수 있으며, 수광부(320)는 적외선을 흡수하는 포토 다이오드로 구성될 수 있다.
수광부(320)는 흡수한 광을 전류(current)로 전환할 수 있으며, 전환된 전류를 ADC(Analog-to-Digital Converter)를 통해 ADC값으로 변환할 수 있다. 예시적인 실시예에서, ADC값은 16비트의 65536개의 카운트(count)값들로 구성될 수 있다. 수광부(320)는 발광부(310)에서 투사된 광이 사용자에 의해 반사되어 들어오는 광만을 측정할 수 있다. 수광부(320)는 측정된 수광량을 제어부(860)로 전달할 수 있다. 측정된 수광량은 제어부(860)가 사용자의 근접 여부를 판단하는 척도가 될 수 있다.
통신부(810)는 표시장치의 무선 통신을 위한 데이터의 송수신 기능을 수행할 수 있다. 통신부(810)는 송신되는 신호의 주파수를 상승변환 및 증폭하는 RF송신기와, 수신되는 신호를 저잡음 증폭하고 주파수를 하강변환하는 RF수신기 등으로 구성될 수 있다. 또한, 통신부(810)는 무선 채널을 통해 데이터를 수신하여 제어부(860)로 출력하고, 제어부(860)로부터 출력된 데이터를 무선 채널을 통해 전송할 수 있다
오디오 처리부(820)는 코덱으로 구성될 수 있으며, 코덱은 패킷 데이터 등을 처리하는 데이터 코덱과 음성 등의 오디오 신호를 처리하는 오디오 코덱을 포함할 수 있다. 오디오 처리부(820)는 디지털 오디오 신호를 오디오 코덱을 통해 아날로그 오디오 신호로 변환하여 스피커를 통해 재생하고, 마이크로부터 입력되는 아날로그 오디오 신호를 오디오 코덱을 통해 디지털 오디오 신호로 변환할 수 있다.
저장부(830)는 표시장치의 동작에 필요한 프로그램 및 데이터를 저장하며 프로그램 영역과 데이터 영역으로 구분될 수 있다. 저장부(830)는 휘발성(volatile) 저장 매체 또는 비휘발성(nonvolatile) 저장 매체로 구성될 수 있으며, 양 저장 매체의 조합(combination)으로 구성될 수도 있다. 휘발성 저장 매체로는 RAM, DRAM, SRAM과 같은 반도체 메모리(semiconductor memory)가 포함되며, 비휘발성 저장 매체로는 하드 디스크(hard disk)가 포함될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 저장부(830)는 보상량 저장부를 포함할 수 있다. 보상량 저장부는 물체가 광센서부재(300)에 접근하지 않은 상태(오픈 상태)에서 측정되는 수광량의 범위와 이에 대응하는 보상량을 저장할 수 있다. 표시장치의 근접 인식 거리를 일정하게 유지시키기 위해서는 상황에 따라 근접 인식을 위해 필요한 기준값(근접 인식 임계 수광량)이 조절될 필요가 있다. 본 발명은 오픈 상태에서 수광량을 측정하고, 이를 기준으로 근접 인식 기준값을 재설정하는데, 여기서 '보상량'이란 오픈 상태에서 측정된 수광량으로부터 근접 인식 기준값을 산출하기 위해 필요한 수광량의 보상치에 해당할 수 있다.
본 발명의 근접 인식 기준값은 사용자가 통화 호 발신을 위한 키 또는 통화 호 수신에 대한 응답을 위한 키를 입력할 때마다 재설정되며, 저장부(830)는 재설정되는 근접 인식 기준값을 저장할 수 있다.
입력부(840)는 표시장치를 제어하기 위한 사용자의 키 조작신호를 입력받아 제어부(860)로 전달할 수 있다. 표시장치가 터치스크린 기반의 표시장치인 경우, 입력부(840)는 표시부(850)와 일체형으로 구성될 수 있다. 입력부(840)는 사용자 입력에 따라 표시장치의 기능들을 실행하는 입력 신호를 생성하여 제어부(860)에 전달할 수 있다.
표시부(850)는 액정표시장치(LCD, Liquid Crystal Display)로 형성될 수 있으며, 표시장치의 메뉴, 입력된 데이터, 기능 설정 정보 및 기타 다양한 정보를 사용자에게 시각적으로 제공할 수 있다. 예를 들어, 표시부(850)는 표시장치 부팅 화면, 대기 화면, 표시 화면, 통화 화면, 기타 어플리케이션 실행화면을 출력하는 기능을 수행할 수 있다.
제어부(860)는 표시장치의 전반적인 동작 및 표시장치의 내부 블록들 간 신호 흐름을 제어할 수 있다. 제어부(860)는 입력부(840)를 통해 사용자의 키 입력(다이얼 모드에 진입하는 키, 다이얼 모드에 진입 후 숫자 키, 전화부 기능을 선택하는 키 또는 통화 호 수신에 응답하는 키 등)을 인식하면, 발광부(310)를 제어하여 광을 투사하고, 수광부(320)를 제어하여 발광부(310)에 의해 투사된 광에 대한 수광량을 측정할 수 있다. 수광부(320)는 측정된 수광량을 제어부(860)로 송신하고, 제어부(860)는 수광량을 수신하며, 수신된 수광량에 대응하는 보상량을 저장부(830)로부터 추출하며, 추출된 보상량을 수신된 수광량에 보상할 수 있다. 제어부(860)는 보상된 수광량을 근접 인식 기준값으로 설정하며, 설정된 근접 인식 기준값을 저장부(140)에 저장할 수 있다. 근접 인식 기준값을 설정한 후, 제어부(860)는 발광부(310)를 제어하여 광을 투사하고, 수광부(320)를 제어하여 발광부(310)에 의해 투사된 광에 대한 수광량을 측정하고, 측정된 수광량과 저장된 근접 인식 기준값을 비교하여 물체의 근접을 인식할 수 있다
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 전원 관리 방법을 도시하는 순서도이다.
도 8 및 도 11을 참조하면, 표시장치(10)는 광센서부재(300)를 구동시킬 것인지 결정한다(S1). 예를 들어, 사용자가 통화를 시도하는 경우, 광센서부재(300)를 구동시킬 수 있다. 광센서부재(300)를 구동시키지 않는 것으로 결정한 경우, 표시장치는 본 알고리즘을 종료한다.
광센서부재(300)를 구동시키는 경우, 표시장치(10)는 빛을 투사한다(S2). 광센서부재(300)를 구동시키면 광센서부재(300)에 포함된 발광부(310)는 광을 투사한다.
광을 투사한 후, 수광량을 확인한다(S3). 광센서부재(300)에 포함된 수광부(320)는 발광부(310)에서 투사된 광이 사용자에 의해 반사될 때 많은 양의 광을 수광할 수 있고, 발광부(310)에서 투사된 광이 사용자에 의해 반사되지 않을 때 상대적으로 적은 양의 광을 수광할 수 있다.
이후, 상기 수광량과 기준값을 비교한다(S4). 수광량이 기준값보다 작은 경우 표시장치(10)는 사용자가 근접하지 않은 것으로 인식하고, 광센서부재(300) 구동을 종료할 것인지 결정한다(S6). 수광량이 기준값보다 크거나 같은 경우, 표시장치(10)는 근접 인식(S5) 단계로 진행하여 사용자가 근접한 것으로 인식한다. 예를 들어, 사용자가 근접한 것으로 인식한 경우, 표시장치(10)는 화면의 표시를 중단시킨다.
사용자가 근접한 것으로 인식한 다음, 표시장치(10)는 광센서부재(300)의 구동을 종료할 것인지 결정한다(S6). 예를 들어, 사용자가 통화를 시도할 때 광센서부재(300)가 구동되는 경우, 표시장치(10)는 사용자가 통화를 종료하였는지 확인한다. 표시장치는 사용자가 통화를 종료한 경우, 광센서부재(300)의 구동을 종료하는 것으로 결정한다. 한편, 표시장치(10)는 사용자가 통화중인 경우, 광센서부재(300) 구동을 종료하지 않는 것으로 결정한다.
광센서부재(300)의 구동을 종료하지 않는 것으로 결정한 경우, 표시장치(10)는 빛을 투사 하는 단계(S2)로 진행한다.
광센서부재(300)의 구동을 종료하는 것으로 결정한 경우, 본 알고리즘은 종료된다. 예를 들어, 사용자가 근접한 것으로 인식(S5)하여 화면의 표시가 종료된 후, 사용자가 통화를 종료하여 광센서부재(300)의 구동이 종료되면, 화면의 표시가 활성화 될 수 있다.
상기와 같은 전원 관리 방법을 실시하여 표시장치(10)는 사용자가 통화하는 동안 화면의 표시를 중단시킴으로써, 전력 소비량을 저감할 수 있다.
도 12는 도 2 및 도 3의 편광부재의 변형예를 모식적으로 도시한 단면도이다.
도 12의 편광부재(1200)는 도 2 및 도 3의 편광부재(1000)와 유사하다. 다만, 도 2 및 도 3의 편광부재(1000)는 2개의 편광필름을 포함하는 반면, 3개의 편광필름(200)을 포함한다는 점에서 도 2 및 도 3의 편광부재(1000)와 상이하다. 편광자(210), 제1 보호층(220), 제2 보호층(230) 및 제1 접착층(240)은 상기에 상세히 설명하였으므로 중복된 설명은 생략하기로 한다.
적층되어 있는 3개의 편광필름을 포함하는 편광부재(1200)의 편광축 방향은 상이할 수 있다. 도 2 및 도 3에 도시된 편광부재(1000)와 동일한 원리로 3개의 편광필름을 포함하는 편광부재(1200)는 자외선 및 가시광선 영역에서 낮은 투과율을 갖고 높은 적외선 투과율을 갖는다. 이에 따라, 광센서부재(300)가 외부에 보이지 않을 수 있고, 광센서부재(300)가 편광부재(1200)를 통해 적외선을 주고 받을 수 있다.
상술한 바와 같이, 편광부재(1200)는 3개의 편광필름(200)을 적층하여 제조되기 때문에 전체 영역에서 일정한 두께를 갖는다. 따라서, 적외선 인쇄층 대신 필름 형태로 제공되는 편광부재(1200)를 커버윈도우의 일측에 부착하여 사용함으로써, 광센서부재(300)에서 출사된 광의 난반사를 억제할 수 있다.
도 13은 도 1의 표시장치의 변형예를 모식적으로 도시한 사시도이다.
도 13의 표시장치(11)는 도 1의 표시장치(10)와 유사하다. 다만, 광센서부재(300)에 포함된 발광부(310)와 수광부(320)가 표시영역(P1)과 비표시영역(P2)의 경계를 이루는 모서리 중 상대적으로 길이가 긴 2개의 모서리의 길이방향으로 배열된 점에서 도 1에 도시된 표시장치(10)와 상이하다.
도시된 바와 같이, 홀(120)은 발광부(310) 및 수광부(320)와 대응되는 위치와 형상을 가질 수 있다. 예시적인 실시예에서, 도 13에 도시된 바와 다르게, 발광부(310)와 수광부(320)의 위치가 서로 바뀌어 배치될 수도 있다.
도 14는 도 1의 표시장치의 변형예를 모식적으로 도시한 사시도이다.
도 14를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시장치(12)는 도 1의 표시장치(10)와 유사하다. 다만, 2개의 홀(120)을 포함하고, 1개의 홀(120)이 발광부(310)에 대응되는 위치에 배치되고, 나머지 1개의 홀(120)이 수광부(320)에 대응되는 위치에 배치되는 점에서 도 1의 표시장치(10)와 상이하다. 예시적인 실시예에서, 도 14에 도시된 바와 다르게, 발광부(310)와 수광부(320)의 위치가 서로 바뀌어 배치될 수도 있다. 편광부재(1000) 및 광센서부재(300)는 상기에서 상세히 설명하였으므로 중복된 설명은 생략하기로 한다.
도 15는 도 14의 표시장치를 도 14의 B-B’를 따라 절단한 단면도이다.
도 14 및 도 15를 참조하면, 커버윈도우(100)의 일측에 컬러층(250)이 배치되고, 컬러층(250)은 2개의 홀(120)을 정의한다. 이때, 편광부재(1000)는 2개의 홀(120)이 노출하는 커버윈도우(100) 및 2개의 홀(120) 둘레에 인접한 컬러층(250) 상을 모두 덮도록 배치될 수 있다. 접착층(250)은 상기에서 상세히 설명하였으므로 중복된 설명은 생략하기로 한다.
도 16은 도 15의 편광부재의 변형예를 모식적으로 도시한 단면도이다.
도 16의 편광부재(1300)는 도 15의 편광부재(1000)와 유사하다. 다만, 2개의 편광부재(1300)가 각각 2개의 홀(120)에 대응하도록 배치된 점에서 상이하다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100 : 커버윈도우 200 : 편광필름
300 : 광센서부재 400 : 표시패널
500 : 회로기판 P1 : 표시영역
P2 : 비표시영역 1000 : 편광부재

Claims (20)

  1. 표시영역 및 동일 평면 상에서 상기 표시영역을 둘러싸는 비표시영역을 정의하는 커버윈도우;
    발광부 및 수광부를 포함하고, 상기 커버윈도우의 일측에서 상기 비표시영역에 중첩되도록 배치되는 광센서부재;
    상기 커버윈도우의 상기 광센서 부재와 마주보는 일면 상에서 상기 비표시영역과 중첩되는 영역에 형성되고, 상기 광센서부재와 대응하도록 1개의 홀(hole)을 정의하는 컬러층; 및
    적층되어 있는 복수의 편광필름을 포함하고, 상기 홀이 노출하는 상기 커버윈도우의 일면 상에 배치되는 편광부재를 포함하는 표시장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 편광필름은 편광자;
    상기 편광자의 일면에 형성된 제1 보호층; 및
    상기 편광자의 타면에 형성된 제2 보호층을 포함하는 표시장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 보호층 및 제2 보호층 중 적어도 하나는 트리아세틸 셀룰로오스(TriAcetyl Cellulose, TAC) 또는 셀룰로오스 아세테이트 트리멜리테이트(Cellulose Acetate Trimellitate, CAT)를 포함하는 표시장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 편광부재는 제1 편광필름 및 제2 편광필름을 포함하고,
    상기 제1 편광필름의 편광축 방향인 제1 편광방향과 상기 제2 편광필름의 편광축 방향인 제2 편광방향은 45도 내지 90도의 각도를 갖는 표시장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    940nm 이상의 파장을 갖는 적외선의 상기 편광부재에 대한 투과율은 80% 이상인 표시장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 편광필름 사이에 제1 접착층이 배치되는 표시장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 홀이 노출하는 면과 상기 편광부재 사이에 제2 접착층이 배치되는 표시장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 편광부재는 상기 홀과 동일한 면적을 갖고 상기 홀과 대응되도록 배치되는 표시장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 편광부재는 상기 홀보다 넓은 면적을 갖고 상기 컬러층 상으로 연장 배치되는 표시장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 발광부 및 수광부는 상기 표시영역과 상기 비표시영역의 경계를 이루는 모서리 중 상대적으로 길이가 짧은 2개의 모서리의 길이방향에 평행하게 배열된 표시장치.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 발광부 및 수광부는 상기 표시영역과 상기 비표시영역의 경계를 이루는 모서리 중 상대적으로 길이가 긴 2개의 모서리의 길이방향에 평행하게 배열된 표시장치.
  12. 표시영역 및 동일 평면 상에서 상기 표시영역을 둘러싸는 비표시영역을 정의하는 커버윈도우;
    발광부 및 수광부를 포함하고, 상기 커버윈도우의 일측에서 상기 비표시영역에 중첩되도록 배치되는 광센서부재;
    상기 커버윈도우의 상기 광센서 부재와 마주보는 일면 상에서 상기 비표시영역과 중첩되는 영역에 형성되고, 상기 광센서부재와 대응하도록 2개의 홀(hole)을 정의하는 컬러층; 및
    적층되어 있는 복수의 편광필름을 포함하고, 상기 홀이 노출하는 상기 커버윈도우의 일면 상에 배치되는 편광부재를 포함하되,
    상기 2개의 홀은 상기 광센서부재에 포함된 발광부 및 수광부에 각각 하나씩 대응하도록 배치된 표시장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 편광필름은 편광자;
    상기 편광자의 일면에 형성된 제1 보호층; 및
    상기 편광자의 타면에 형성된 제2 보호층을 포함하는 표시장치.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 제1 보호층 및 제2 보호층 중 적어도 하나는 트리아세틸 셀룰로오스(TriAcetyl Cellulose, TAC) 또는 셀룰로오스 아세테이트 트리멜리테이트(Cellulose Acetate Trimellitate, CAT)를 포함하는 표시장치.
  15. 제12 항에 있어서,
    상기 편광부재는 제1 편광필름 및 제2 편광필름을 포함하고,
    상기 제1 편광필름의 편광축 방향인 제1 편광방향과 상기 제2 편광필름의 편광축 방향인 제2 편광방향은 45도 내지 90도의 각도를 갖는 표시장치.
  16. 제12 항에 있어서,
    940nm 이상의 파장을 갖는 적외선의 상기 편광부재에 대한 투과율은 80% 이상인 표시장치.
  17. 제12 항에 있어서,
    상기 편광부재는 상기 홀과 동일한 면적을 갖고 상기 홀과 대응되도록 배치되는 표시장치.
  18. 제12 항에 있어서,
    상기 편광부재는 상기 홀보다 넓은 면적을 갖고 상기 컬러층 상으로 연장 배치되는 표시장치.
  19. 제12 항에 있어서,
    상기 편광부재는 상기 2개의 홀이 노출하는 상기 커버윈도우의 일면들 상에 연속하여 배치되는 표시장치.
  20. 제12 항에 있어서,
    상기 2개의 홀이 노출하는 상기 커버윈도우의 일면들 상에 각각 대응하는 2개의 편광부재가 배치되는 표시장치.
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