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KR101780051B1 - 표시 장치 - Google Patents

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KR101780051B1
KR101780051B1 KR1020110027726A KR20110027726A KR101780051B1 KR 101780051 B1 KR101780051 B1 KR 101780051B1 KR 1020110027726 A KR1020110027726 A KR 1020110027726A KR 20110027726 A KR20110027726 A KR 20110027726A KR 101780051 B1 KR101780051 B1 KR 101780051B1
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KR
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display device
substrate
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polarizing film
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박승범
도희욱
김광현
김대원
나관영
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

표시 장치는 표시 패널, 복수의 광 센서, 편광 필름, 및 위상차 판을 포함한다. 표시 패널은 서로 마주하는 제1 기판 및 제2 기판으로 이루어지고 복수의 화소를 포함하여 영상을 표시한다. 광 센서들은 표시 패널에 구비되어 광을 센싱한다. 편광 필름은 제1 기판 또는 제2 기판 상에 제공되어 제1 방향으로 편광된 광을 투과시키고, 제1 방향과 실질적으로 직교하는 제2 방향으로 편광된 광을 흡수한다. 위상차 판은 편광 필름을 사이에 두고 표시 패널과 마주하여 구비되어, 상기 위상차 판을 두 번 통과하는 광의 편광방향을 90도 변경한다.

Description

표시 장치 {DISPLAY APPARATUS}
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 외부 광의 센싱 능력을 향상시킨 표시 장치에 관한 것이다.
일반적으로 터치 패널은 표시 장치의 화면 상에 표시된 지시 내용을 사람의 손 또는 물체로 선택할 수 있는 것이다. 터치 패널을 갖는 표시 장치는 키보드, 마우스, 스캐너 등과 같은 별도의 입력 장치를 필요로 하지 않기 때문에 최근 사용이 증대되고 있다.
터치 패널에 사용되는 센서는 표시 패널의 상측에 구비되는 경우와 표시 패널의 내부에 구비되는 경우가 있다. 표시 패널의 상측 또는 내부에 구비되는 센서는 백라이트 유닛에서 제공된 가시광선 또는 적외선, 또는 표시 장치의 외부에서 제공된 광을 이용하여 외부 신호를 센싱한다.
그런데, 센서로 적외선 영역의 광을 탐지하는 적외선 센서를 사용하는 경우, 적외선 센서에 적외선 영역의 광 이외의 다른 광이 탐지되는 경우가 발생한다.
따라서, 본 발명의 목적은 외부 광의 센싱 능력을 향상시킨 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널, 복수의 광 센서, 편광 필름, 및 위상차 판을 포함한다.
상기 표시 패널은 서로 마주하는 제1 기판 및 제2 기판으로 이루어지고 복수의 화소를 포함하여 영상을 표시한다. 상기 광 센서들은 상기 표시 패널에 구비되어 광을 센싱한다. 상기 편광 필름은 상기 제1 기판 또는 상기 제2 기판 상에 제공되어 제1 방향으로 편광된 광을 투과시키고, 상기 제1 방향과 실질적으로 직교하는 제2 방향으로 편광된 광을 흡수한다. 상기 위상차 판은 상기 편광 필름을 사이에 두고 상기 표시 패널과 마주하여 구비되어, 상기 위상차 판을 두 번 통과하는 광의 편광방향을 90도 변경한다.
이와 같은 표시 장치에 따르면, 위상차 판은 편광 필름을 통과하여 출사된 광의 편광 방향을 변경하여 다시 표시 패널로 입사되는 것을 방지한다. 따라서, 광 센서들의 센싱 능력을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 블럭도이다.
도 2는 도 1에 도시된 센서들의 회로도이다.
도 3은 도 1의 표시 장치의 단면도이다.
도 4는 도 3의 표시 패널의 확대 단면도이다.
도 5는 도 4의 제2 기판, 제2 광학 필름, 및 보호 기판을 간략하게 도시한 본 발명의 일 실시예에 따른 단면도이다.
도 6은 적외선 필터를 투과한 광의 파장에 대한 투과 세기를 나타내는 도면이다.
도 7은 도 4의 제2 기판, 광학 필름, 및 투명 기판을 간략하게 도시한 다른 실시예에 따른 단면도이다.
도 8a는 도 7의 편광 필름의 투과축과 위상차 판의 지연축의 위치 관계를 설명하는 도면이다.
도 8b는 도 7의 위상차 판에서 광의 위상이 변경되는 과정을 설명하는 도면이다.
도 9는 도 4의 제2 기판, 제2 광학 필름, 및 보호 기판을 간략하게 도시한 또 다른 실시예에 따른 단면도이다.
도 10은 도 4의 제2 기판, 제2 광학 필름, 및 보호 기판을 간략하게 도시한 또 다른 실시예에 따른 단면도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 블럭도이다.
도 1을 참조하면, 표시 장치(200)는 표시 패널(100), 타이밍 컨트롤러(130), 게이트 드라이버(140), 데이터 드라이버(150), 스캔 드라이버(160), 및 리드아웃 회로(170)를 포함한다.
상기 타이밍 컨트롤러(130)는 상기 표시 장치(200)의 외부 장치로부터 다수의 영상신호(RGB) 및 다수의 제어신호(CS)를 수신한다. 상기 타이밍 컨트롤러(130)는 상기 데이터 드라이버(150)와의 인터페이스 사양에 맞도록 상기 영상신호들(RGB)의 데이터 포맷을 변환하고, 변환된 영상신호들(R'G'B')을 상기 데이터 드라이버(150)로 제공한다. 또한, 상기 타이밍 컨트롤러(130)는 데이터 제어신호, 예를 들어, 출력개시신호(TP), 수평개시신호(STH) 및 극성반전신호(POL) 등을 상기 데이터 드라이버(150)로 제공하고, 게이트 제어신호, 예를 들어, 제1 개시신호(STV1), 제1 클럭신호(CK1), 및 제2 클럭신호(CKB1)를 게이트 드라이버(140)로 제공한다.
또한, 상기 타이밍 컨트롤러(130)는 스캔 제어신호, 예를 들어, 제2 개시신호(STV2), 제3 및 제4 클럭신호(CK2, CKB2)를 상기 스캔 드라이버(160)로 제공한다. 수신하여 상기 스캔 신호들(S1~Sn)을 순차적으로 출력한다. 상기 스캔 제어신호(STV2, CK2, CKB2)는 게이트 제어신호(STV1, CK1, CKB1)에 동기하는 신호일 수 있다.
상기 게이트 드라이버(140)는 상기 타이밍 컨트롤러(130)로부터 제공되는 상기 게이트 제어신호(STV1, CK1, CKB1)에 응답해서 게이트 신호들(G1~Gn)을 순차적으로 출력한다.
상기 데이터 드라이버(150)는 상기 타이밍 컨트롤러(130)로부터 제공되는 상기 데이터 제어신호(TP, STH, POL)에 응답해서 상기 영상신호들(R'G'B')을 데이터 전압들(D1~Dm)로 변환하여 출력한다. 상기 출력된 데이터 전압들(D1~Dm)은 상기 표시 패널(100)로 인가된다.
상기 스캔 드라이버(160)는 상기 타이밍 컨트롤러(130)로부터 스캔 제어신호(STV2, CK2, CKB2)를 수신하여 상기 스캔 신호들(S1~Sn)을 순차적으로 출력한다.
상기 표시 패널(100)은 제1 기판(110), 상기 제1 기판(110)과 마주하는 제2 기판(120), 및 상기 제1 기판(110)과 상기 제2 기판(120) 사이에 개재된 액정층(미도시)으로 이루어진다. 상기 제1 기판(110)에는 다수의 화소(PX)가 구비되고, 상기 제2 기판(120)에는 다수의 센서(SN)가 구비될 수 있다.
상기 화소들(PX) 각각은 서로 동일한 구조를 가지므로, 도 1에는 하나의 화소를 일 예로써 도시하였다.
상기 제1 기판(110)에는 다수의 게이트 라인(GL1~GLn), 상기 게이트 라인들(GL1~GLn)과 교차하는 다수의 데이터 라인(DL1~DLm) 및 상기 화소들(PX)이 구비된다. 각 화소(PX)는 박막 트랜지스터(미도시) 및 화소 전극(미도시)을 포함한다. 상기 박막 트랜지스터의 게이트 전극은 상기 게이트 라인들(GL1~GLn) 중 대응하는 게이트 라인에 연결되고, 소스 전극은 상기 데이터 라인들(DL1~DLm) 중 대응하는 데이터 라인에 연결되며, 드레인 전극은 상기 화소 전극에 연결된다.
상기 게이트 라인들(GL1~GLn)은 상기 게이트 드라이버(140)에 연결되며, 상기 데이터 라인들(DL1~DLm)은 상기 데이터 드라이버(150)에 연결된다. 상기 게이트 라인들(GL1~GLn)은 상기 게이트 드라이버(140)로부터 제공되는 게이트 신호들(G1~Gn)을 수신하고, 상기 데이터 라인들(DL1~DLm)은 상기 데이터 드라이버(150)로부터 제공되는 데이터 전압들(D1~Dm)을 수신한다.
따라서, 상기 각 화소(PX)의 박막 트랜지스터는 대응하는 게이트 라인으로 공급되는 게이트 신호에 응답하여 턴-온되고, 대응하는 데이터 라인으로 공급된 데이터 전압은 턴-온된 박막 트랜지스터를 통해 상기 화소 전극에 인가된다.
한편, 상기 제2 기판(120)에는 상기 액정층을 사이에 두고 상기 화소 전극과 마주하는 기준 전극이 구비될 수 있다.
또한, 상기 제2 기판(120)에는 다수의 스캔 라인(SL1~SLi), 상기 스캔 라인들(SL1~SLi)과 교차하는 다수의 리드아웃 라인(RL1~RLj), 및 상기 다수의 센서(SN)가 구비된다.
상기 다수의 스캔 라인(SL1~SLi)은 상기 스캔 드라이버(160)에 연결되어 다수의 스캔 신호(S1~Si)를 각각 순차적으로 수신한다.
도 1에 도시되지 않았으나, 상기 표시 장치(200)는 상기 표시 패널(100)에 인접하게 구비되어 상기 표시 패널(100)로 광을 공급하는 백라이트 유닛을 더 포함한다. 상기 백라이트 유닛에 관하여는 아래 첨부된 도 3을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 2는 도 1에 도시된 센서들의 회로도이다.
설명의 편의를 위해, 도 2에는 상기 스캔 라인들(SL1~SLi) 중 제1 및 제2 스캔 라인(SL1, SL2)을 도시하였고, 상기 리드아웃 라인들(RL1~RLj) 중 제1 내지 제4 리드아웃 라인(RL1, RL2, RL3, RL4)을 도시하였다.
도 2를 참조하면, 상기 센서들(SN)은 적어도 두 종의 센서로 구분될 수 있다. 예를 들어, 상기 센서들(SN)은 적외선 영역의 파장을 갖는 제1 광을 센싱하는 다수의 제1 센서(SN1) 및 가시광선 영역의 파장을 갖는 제2 광을 센싱하는 다수의 제2 센서(SN2)로 이루어질 수 있다.
상기 제1 센서(SN1)들 각각은 제1 스위칭 트랜지스터(SWT1), 제1 센서 트랜지스터(IRT), 및 제1 커패시터(CS1)를 포함한다. 상기 제1 스위칭 트랜지스터(SWT1)의 게이트 전극은 상기 스캔 라인들(SL1~SLi) 중 대응하는 스캔 라인에 연결되고, 소스 전극은 상기 리드아웃 라인들(RL1~RLj) 중 대응하는 리드아웃 라인에 연결되며, 드레인 전극은 상기 제1 커패시터(CS1)와 상기 제1 센서 트랜지스터(IRT)에 연결된다.
상기 제1 커패시터(CS1)의 제1 전극은 상기 제1 스위칭 트랜지스터(SWT1)의 드레인 전극에 연결되고, 제2 전극에는 제1 바이어스 전압(VB1)이 인가된다. 예를 들어, 상기 제1 바이어스 전압(VB1)은 -4V일 수 있다.
상기 제1 센서 트랜지스터(IRT)의 게이트 전극에는 제2 바이어스 전압(VB2)이 인가되고, 소스 전극은 상기 제1 스위칭 트랜지스터(SWT1)의 드레인 전극에 연결되며, 드레인 전극에는 상기 제1 바이어스 전압(VB1)이 인가된다. 상기 제2 바이어스 전압(VB2)은 상기 제1 바이어스 전압(VB1)보다 작은 전압 레벨을 갖는다. 예를 들어, 상기 제2 바이어스 전압(VB2)은 -9V일 수 있다.
상기 제1 센서 트랜지스터(IRT)는 외부로부터 입사되는 상기 제1 광의 광량에 대응하는 포토 커런트를 생성한다. 한편, 상기 제2 센서(SN2)들 각각은 제2 스위칭 트랜지스터(SWT2), 제2 센서 트랜지스터(VST), 및 제2 커패시터(CS2)를 포함한다. 상기 제2 스위칭 트랜지스터(SWT2)의 게이트 전극은 상기 스캔 라인들(SL1~SLi) 중 대응하는 스캔 라인에 연결되고, 소스 전극은 상기 리드아웃 라인들(RL1~RLj) 중 대응하는 리드아웃 라인에 연결되며, 드레인 전극은 상기 제2 커패시터(CS2)와 상기 제2 센서 트랜지스터(VST)에 연결된다.
상기 제2 커패시터(CS2)의 제1 전극은 상기 제2 스위칭 트랜지스터(SWT2)의 드레인 전극에 연결되고, 제2 전극에는 상기 제1 바이어스 전압(VB1)이 인가된다.
상기 제2 센서 트랜지스터(VST)의 게이트 전극에는 상기 제2 바이어스 전압(VB2)이 인가되고, 소스 전극은 상기 제2 스위칭 트랜지스터(SWT2)의 드레인 전극에 연결되며, 드레인 전극에는 상기 제1 바이어스 전압(VB1)이 인가된다.
상기 제2 센서 트랜지스터(VST)는 외부로부터 입사되는 상기 제2 광의 광량에 대응하는 포토 커런트를 생성한다. 도 2를 참고하면, 상기 제1 및 제2 센서들(SN1, SN2)은 상기 스캔 라인들(SL1~SLi)이 연장된 제1 방향으로 교번적으로 배열되고, 상기 리드아웃 라인들(RL1~RLj)이 연장된 제2 방향으로 교번적으로 배열된다.
구체적으로, 본 발명의 일 예로, 상기 리드아웃 라인들(RL1~RLj) 중 4k-3번째(여기서, k는 1 이상의 자연수) 리드아웃 라인, 예를 들어, 도 2에서 제1 리드아웃 라인(RL1) 및 4k번째 라인, 예를 들어, 도 2에서 제4 리드아웃 라인(RL4)에는 상기 제1 센서들(SN1)이 연결된다. 또한, 상기 리드아웃 라인들(RL1~RLj) 중 4k-2번째 리드아웃 라인, 예를 들어, 도 2에서 제2 리드아웃 라인(RL2) 및 4k-1번째 라인, 예를 들어, 도 2에서 제3 리드아웃 라인(RL3)에는 상기 제2 센서들(SN2)이 연결된다.
상기 제1 및 제2 센서(SN1, SN2)들 각각은 대응하는 스캔라인으로 공급되는 스캔신호에 응답하여 상기 제1 및 제2 스위칭 트랜지스터(SWT1, SWT2)가 턴-온되면, 상기 제1 및 제2 커패시터(CS1, CS2)에 충전된 전하를 상기 턴-온된 스위칭 트랜지스터(SWT1, SWT2)를 통해 상기 대응하는 리드아웃 라인으로 제공한다.
상기 리드아웃 회로(170)는 상기 타이밍 컨트롤러(130)로부터 공급되는 리드아웃 제어신호(RCS)에 응답하여 상기 리드아웃 라인들(RL1~RLj)로부터 수신된 전압들(SS)을 순차적으로 상기 타이밍 컨트롤러(130)로 제공한다. 상기 타이밍 컨트롤러(130)는 상기 스캔 신호가 발생된 시점 및 상기 리드아웃 회로(170)로부터 수신된 전압(SS)을 근거로 화면에서 터치된 지점 또는 스캔될 대상에 대한 정보들의 2차원 좌표값을 생성할 수 있다.
구체적으로, 외부로부터 입사된 광, 즉 외부 물체에 의해 반사되어 상기 제1 및 제2 센서(SN1, SN2)에 입사된 광을 상기 제1 및 제2 센서(SN1, SN2)가 센싱하고, 상기 리드아웃 회로(170)에서 센싱된 광의 세기에 대응하는 신호를 측정하는 방법은 다음과 같다.
먼저, 상기 리드아웃 회로(170)는 소정의 전압, 예를 들어 1V의 전압을 상기 리드아웃 라인들(RL1~RLj)로 인가한다. 상기 스캔 라인들(SL1~SLi)에 상기 제1 및 제2 스위칭 트랜지스터(SWT1, SWT2)를 턴-온하는 게이트-온 신호가 인가되면, 상기 제1 및 제2 스위칭 트랜지스터(SWT1, SWT2)는 상기 리드아웃 회로(170)로부터 수신한 1V 전압을 상기 제1 및 제2 커패시터(Cs1, Cs2)로 출력한다. 따라서, 상기 제1 및 제2 스위칭 트랜지스터(SWT1, SWT2)와 연결된 상기 제1 및 제2 커패시터(Cs1, Cs2) 각각의 제1 전극에는 1V 전압이 인가되고, 제2 전극에는 상기 제1 바이어스 전압(VB1), 예를 들어 -4V의 전압이 인가되어, 상기 제1 및 제2 커패시터(Cs1, Cs2) 각각에는 5V의 전압이 인가된다.
만약 외부로부터 입사된 광이 상기 제1 및 제2 센서 트랜지스터(IRT, VST)로 입사되지 않으면, 상기 제1 및 제2 센서 트랜지스터(IRT, VST)는 턴-오프되어 상기 제1 및 제2 커패시터(Cs1, Cs2) 각각의 상기 제1 전극은 1V로 유지된다. 상기 스캔 라인들(SL1~SLi)에 다음 게이트-온 신호가 입력되어 상기 제1 및 제2 스위칭 트랜지스터(SWT1, SWT2)가 턴-온 되더라도 상기 제1 및 제2 커패시터(Cs1, Cs2) 각각의 상기 제1 전극과 상기 리드아웃 회로(170) 간에 전압차가 발생하지 않아, 상기 리드아웃 라인들(RL1~RLj)을 통하여 상기 리드아웃 회로(170)로 전류가 흐르지 않는다.
만약 외부로부터 입사된 광이 상기 제1 및 제2 센서 트랜지스터(IRT, VST)로 입사되면, 상기 제1 및 제2 센서 트랜지스터(IRT, VST)는 턴-온 되고, 상기 턴-온된 센서 트랜지스터를 통하여 상기 제1 및 제2 커패시터(Cs1, Cs2) 각각의 상기 제1 전극에서부터 상기 제1 및 제2 센서 트랜지스터(IRT, VST)를 통하여 전하가 이동한다. 따라서, 상기 제1 및 제2 커패시터(Cs1, Cs2)의 상기 제1 전극의 전압은 변할 수 있다.
상기 제1 및 제2 커패시터(Cs1, Cs2) 각각의 상기 제1 전극의 전압이 예를 들어, 0.5V로 변한 때, 상기 스캔 라인들(SL1~SLi)에 다음 게이트-온 신호가 입력되어 상기 제1 및 제2 스위칭 트랜지스터(SWT1, SWT2)가 턴-온 되면, 상기 제1 및 제2 커패시터(Cs1, Cs2)의 상기 제1 전극과 상기 리드아웃 회로(170) 간에 0.5V의 전압차가 발생하여, 상기 리드아웃 라인들(RL1~RLj)을 통하여 전하의 흐름이 발생한다. 상기 리드아웃 회로(170)는 상기 전하의 흐름에 따라 전달된 전하를 충전하는 적분기(미도시)를 포함할 수 있고, 상기 적분기에 충전된 전하량에 대응하는 전압으로 상기 제1 및 제2 센서(SN1, SN2)에 입사된 광의 세기의 정도를 측정한다.
상기 제1 및 제2 센서 트랜지스터(IRT, VST)로 입사된 광의 세기가 클수록, 상기 제1 및 제2 커패시터(Cs1, Cs2) 각각의 상기 제1 전극의 전압은 더 크게 변하고, 상기 제1 및 제2 커패시터(Cs1, Cs2) 각각의 상기 제1 전극과 상기 리드아웃 회로(170) 간의 전압차도 더 커져, 상기 리드아웃 라인들(RL1~RLj)을 통해 더 큰 전류가 흐른다. 따라서, 상기 리드아웃 회로(170)는 상기 제1 및 제2 센서 트랜지스터(IRT, VST)로 입사된 광의 세기에 따라 다른 레벨의 전압을 측정할 수 있다.
상기 리드아웃 회로(170)는 상기 타이밍 컨트롤러(160)로부터 공급되는 리드아웃 제어신호(RCS)에 응답하여 상기 리드아웃 라인들(RL1~RLj)을 통하여 수신된 센싱 전류들(R1~Rj)을 이용하여 상기 적분기에 전하를 충전한다. 이후, 상기 리드아웃 회로(170)는 상기 적분기에 충전된 전하량에 대응하는 전압들(SS)을 상기 타이밍 컨트롤러(130)로 순차적으로 제공한다.
도 3은 도 1의 표시 장치의 단면도이다.
도 3을 참조하면, 표시 장치(200)는 영상을 표시하는 표시 패널(100) 및 상기 표시 패널(100)의 하부에 구비된 백라이트 유닛(250)을 포함한다.
상기 백라이트 유닛(250)은 상기 표시 패널(100)의 하부에 배치된 회로기판(201), 상기 회로기판(201) 상에 실장되어 적외선 영역의 파장을 갖는 제1 광을 출사하는 다수의 제1 광원(210), 및 상기 회로기판(201) 상에 실장되어 가시광선 영역의 파장을 갖는 다수의 제2 광원(220)을 포함한다.
본 발명의 일 예로, 상기 제1 및 제2 광원들(210, 220)은 서로 교번적으로 배치될 수 있다. 구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이 서로 인접하는 두 개의 제1 광원(210) 사이에 하나 이상의 제2 광원(220)이 배치될 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 광원들(210, 220) 각각은 발광 다이오드로 이루어질 수 있다.
상기 제1 광원들(210)로부터 출사된 상기 제1 광은 상기 표시 패널(100)로 입사된 후 상기 표시 패널(100)을 통과한다. 상기 표시 패널(100)을 통과한 상기 제1 광은 사용자의 눈에는 인식되지 않으므로, 상기 사용자가 상기 표시 패널(100)에 표시된 영상을 인식하는 데에는 영향을 미치지 않는다.
상기 제1 광원들(210)로부터 출사된 상기 제1 광은 상기 표시 패널(100) 내에 구비된 다수의 층에 의해서 일부 반사되고, 일부만이 상기 표시 패널(100)을 통과할 수 있다. 상기 표시 패널(100)을 통과한 제1 광은 외부로 방사되지만, 상기 표시 패널(100) 상에 물체, 예를 들어, 손가락이 존재하면, 상기 손가락에 의해서 반사될 수 있다. 이로써, 상기 반사된 제1 광은 상기 표시 패널(100) 측으로 재입사되어 상기 제1 센서 트랜지스터(IRT)를 통해 센싱될 수 있다.
도 4는 도 3의 표시 패널의 확대 단면도이다.
도 4를 참조하면, 상기 표시 패널(100)은 제1 기판(110), 상기 제1 기판(110)과 마주하는 제2 기판(120), 및 상기 제1 기판(110)과 상기 제2 기판(120) 사이에 개재된 액정층(LC)을 포함한다.
상기 제1 기판(110)은 제1 베이스 기판(111), 및 상기 제1 베이스 기판(111) 상에 구비된 다수의 화소(PX1~PX6)를 포함한다. 상기 화소들(PX1~PX6) 각각은 박막 트랜지스터(Tr) 및 화소 전극(115)을 포함한다.
도 4에서는 제1 방향으로 배열된 6개의 화소(PX1~PX6)를 예로써 도시하였다. 상기 6개의 화소(PX1~PX6) 각각은 서로 동일한 구조를 가지므로, 하나의 화소를 예로써 설명한다.
상기 제1 베이스 기판(111) 상에는 상기 박막 트랜지스터(Tr)의 게이트 전극(GE1)이 형성된다. 상기 게이트 전극(GE1)은 제1 게이트 절연막(112)에 의해서 커버된다.
상기 제1 게이트 절연막(112) 상에는 상기 게이트 전극(GE1)과 마주하도록 액티브층(ACT1) 및 오믹 콘택층(ACT2)이 형성된다. 이후, 상기 액티브층(ACT1) 상부에서 서로 소정 간격으로 이격된 소오스 및 드레인 전극(SE1, DE1)이 형성된다. 상기 소오스 및 드레인 전극(SE1, DE1)은 제1 보호막(113)에 의해서 커버되고, 상기 제1 보호막(113) 상에는 유기 절연막(114)이 더 형성된다.
상기 제1 보호막(113) 및 유기 절연막(114)에는 상기 드레인 전극(DE1)을 노출시키는 콘택홀(114a)이 형된다. 상기 화소 전극(115)은 상기 유기 절연막(114) 상에 형성되고, 상기 콘택홀(114a)을 통해 상기 드레인 전극(DE1)과 전기적으로 연결된다.
상기 제2 기판(120)은 제2 베이스 기판(121), 상기 제2 베이스 기판(121) 상에 형성된 다수의 센서(SN1, SN2) 및 상기 다수의 화소들(PX)과 각각 대응하여 구비되는 다수의 색화소(R, G, B)를 포함하는 컬러필터층(125) 및 기준 전극(127)을 포함한다.
상기 제2 베이스 기판(121) 상에는 상기 다수의 센서(SN1, SN2)가 형성된다. 상기 센서들(SN1, SN2)은 제1 센서(SN1) 및 제2 센서(SN2)로 구분된다. 상기 제1 센서(SN1)는 제1 스위칭 트랜지스터(SWT), 제1 커패시터(CS1), 및 제1 센서 트랜지스터(IRT)를 포함한다. 상기 제2 센서(SN2)는 제2 스위칭 트랜지스터(SWT2), 제2 커패시터(CS1) 및 제2 센서 트랜지스터(VST)를 포함한다.
상기 제1 및 제2 센서(SN1, SN2)는 유사한 구조로 이루어지므로, 동일한 공정을 통해 동시에 형성될 수 있다.
구체적으로, 상기 제2 베이스 기판(121) 상에는 상기 제1 및 제2 스위칭 트랜지스터(SWT1, SWT2)의 게이트 전극(GE2, GE3)이 형성된다.
상기 제1 및 제2 스위칭 트랜지스터(SWT1, SWT2)의 게이트 전극(GE2, GE3) 상에는 제2 게이트 절연막(122)이 형성된다. 상기 제2 게이트 절연막(122) 상에는 상기 제1 스위칭 트랜지스터(SWT1)의 반도체층(SEM1) 및 상기 제2 스위칭 트랜지스터(SWT2)의 반도체층(SEM2)이 형성된다.
상기 제2 게이트 절연막(122) 상에는 상기 제1 센서 트랜지스터(IRT)의 제1 광 센싱층(LSE1) 및 상기 제2 센서 트랜지스터(VST)의 제2 광 센싱층(LSE2)이 형성된다. 상기 제1 광 센싱층(LSE1)은 적외선 영역의 파장을 갖는 상기 제1 광에 반응하는 실리콘 게르마늄(SiGe)으로 이루어질 수 있고, 상기 제2 광 센싱층(LSE2)은 가시광선 영역의 파장을 갖는 상기 제2 광에 반응하는 아몰퍼스 실리콘(a-Si)으로 이루어질 수 있다.
상기 제2 기판(120)은 상기 제2 광은 차단하고, 상기 제1 광만을 투과시키는 적외선 필터(128)를 더 구비할 수 있다. 상기 적외선 필터(128)는 상기 제1 광 센싱층(LSE1)에 대응하여 상기 제2 베이스 기판(121)과 상기 제2 게이트 절연막(122) 사이에 구비될 수 있다. 본 발명의 일 예로, 상기 적외선 필터(128)는 실리콘 게르마늄(SiGe)으로 이루어질 수 있다.
상기 제1 스위칭 트랜지스터(SWT1)의 상기 반도체층(SEM1) 상부에서 서로 소정 간격으로 이격된 소스 및 드레인 전극(SE2, DE2)이 형성되고, 상기 제2 스위칭 트랜지스터(SWT2)의 상기 반도체층(SEM2) 상부에서 서로 소정 간격으로 이격된 소스 및 드레인 전극(SE3, DE3)이 형성된다.
한편, 상기 제1 센서 트랜지스터(IRT)의 상기 제1 광 센싱층(LSE1) 상부에는 서로 소정 간격으로 이격된 소스 및 드레인 전극(SE4, DE4)이 형성되고, 상기 제2 센서 트랜지스터(VST)의 상기 제2 광 센싱층(LSE2) 상부에서 서로 소정 간격으로 이격된 소스 및 드레인 전극(SE5, DE5)이 형성된다.
여기서, 상기 제1 센서 트랜지스터(IRT)의 소스 전극(SE4)은 상기 제1 스위칭 트랜지스터(SWT1)의 드레인 전극(DE2)과 전기적으로 연결되며, 상기 제1 커패시터(CS1)의 제1 전극으로 기능할 수 있다.
또한, 상기 제2 센서 트랜지스터(VST)의 소스 전극(SE5)은 상기 제2 스위칭 트랜지스터(SWT2)의 드레인 전극(DE3)과 전기적으로 연결되며, 상기 제2 커패시터(CS2)의 제1 전극으로 기능할 수 있다.
상기 제1 스위칭 트랜지스터(SWT1)의 소스 및 드레인 전극(SE2, DE2), 상기 제2 스위칭 트랜지스터(SWT2)의 소스 및 드레인 전극(SE3, DE3), 상기 제1 센서 트랜지스터(IRT)의 소스 및 드레인 전극(SE4, DE4), 및 상기 제2 센서 트랜지스터(VST)의 소스 및 드레인 전극(SE5, DE5)은 제2 보호막(123)에 의해서 커버된다.
상기 제2 보호막(123) 상에는 상기 제1 센서 트랜지스터(IRT)의 게이트 전극(이하, 제1 탑 게이트라 한다)(TGE1)이 형성되고, 상기 제2 센서 트랜지스터(VST)의 게이트 전극(이하, 제2 탑 게이트라 한다)(TGE2)이 형성된다.
또한, 상기 제2 보호막(123) 상에는 상기 제1 커패시터(CS1)의 제2 전극 및 상기 제2 커패시터(CS2)의 제2 전극이 형성된다.
본 발명의 일 예로, 상기 제1 스위칭 트랜지스터(SWT1)는 상기 제2 보호막(123) 상에 구비되고 상기 게이트 전극(GE2)과 전기적으로 연결된 더미 게이트 전극(TGE3)을 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 제2 스위칭 트랜지스터(SWT2)는 상기 제2 보호막(123) 상에 구비되고, 상기 게이트 전극(GE3)과 전기적으로 연결된 더미 게이트 전극(TGE4)을 더 포함할 수 있다.
또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제1 센서 트랜지스터(IRT)의 상기 제1 탑 게이트(TGE1)는 상기 적외선 필터(128)와 전기적으로 연결될 수 있다. 구체적으로, 상기 적외선 필터(128) 상에는 상기 제1 스위칭 트랜지스터(SWT1)의 게이트 전극(GE2)과 동일한 공정을 통해서 연결 전극(CE)이 구비될 수 있다. 상기 제2 게이트 절연막(122) 및 상기 제2 보호막(123)에는 상기 연결 전극(CE)을 노출시키기 위한 제2 콘택홀(123a)이 형성되고, 상기 제1 탑 게이트(TGE1)는 상기 제2 콘택홀(123a)을 통해 상기 연결 전극(CE)에 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제1 및 제2 센서 트랜지스터(IRT, VST)의 상기 제1 및 제2 탑 게이트(TGE1, TGE2) 및 상기 제1 및 제2 스위칭 트랜지스터(SWT1, SWT2)의 더미 게이트 전극(TGE3, TGE4)은 제2 유기 절연막(124)에 의해서 커버될 수 있다. 상기 제2 유기 절연막(124) 상에는 상기 컬러필터층(125)이 형성된다. 상기 컬러필터층(125)은 적색, 녹색, 및 청색 색화소(R, G, B)를 포함하고, 상기 적색, 녹색, 및 청색 색화소(R, G, B) 각각은 하나의 화소에 대응하여 구비될 수 있다.
상기 컬러필터층(125) 상에는 오버 코팅층(126)이 형성된다. 상기 오버 코팅층(126) 상에는 상기 기준 전극(127)이 형성된다.
도 4를 참고하면, 상기 표시 패널(100)은 상기 제1 베이스 기판(111)의 하부에 구비된 제1 광학 필름(180) 및 상기 제2 베이스 기판(121) 상부에 구비된 제2 광학 필름(190)을 더 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 광학 필름(180, 190) 각각은 편광 필름을 포함할 수 있다.
상기 제2 광학 필름(190) 상에는 상기 표시 패널(100)을 외부의 충격 등으로부터 보호하기 위한 보호 기판(300)을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 광학 필름(180, 190) 및 상기 보호 기판(300)에 관하여는 아래에 첨부된 도면을 참고하여 구체적으로 설명한다.
도 5는 도 4의 제2 기판, 제2 광학 필름, 및 보호 기판을 간략하게 도시한 본 발명의 일 실시예에 따른 단면도이다.
도 5를 참고하면, 상기 제2 광학 필름(190)은 일 방향으로 편광된 광을 투과시키고 상기 일 방향과 실질적으로 수직한 다른 방향으로 편광된 광을 흡수하는 편광 필름(192)을 포함한다. 상기 편광 필름(192)은, 예를 들어 폴리비닐알코올(Poly Vinyl Alcohol, PVA)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 광학 필름(190)은 상기 편광 필름(192)과 상기 제2 기판(120) 사이에 구비된 제1 보호 필름(191) 및 상기 편광 필름(192)을 사이에 두고 상기 제1 보호 필름(191)과 마주하여 구비된 제2 보호 필름(193)을 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 보호 필름(191, 193)은 상기 편광 필름(192)을 사이에 두고 서로 마주하여 구비되어 상기 편광 필름(192)을 보호하고 지지하며, 예를 들어 트리아세틸셀룰로오스(Tri Acetyl Cellulose, TAC)를 포함할 수 있다.
상기 보호 기판(300)은 상기 제2 광학 필름(190) 상에 구비되어 상기 제2 광학 필름(190)을 보호하는 투명 기판(310)을 포함한다. 상기 투명 기판(310)은 입사된 광을 투과시키는 투명한 물질로 구성되며, 예를 들어 유리 기판, 또는 플라스틱 기판일 수 있다. 상기 보호 기판(300)은 상기 투명 기판(310)과 상기 제2 광학 필름(190) 사이에 구비된 굴절률 보상막(320)을 더 포함할 수 있다. 상기 굴절률 보상막(320)은 상기 투명 기판(310) 및 상기 제2 보호 필름(193) 사이의 굴절률을 갖는 막으로 상기 제2 보호 필름(193)에서 출사된 광이 상기 투명 기판(310)을 투과할 때, 상기 투명 기판(310)에서 반사되는 광의 비율을 감소시킬 수 있다.
구체적으로, 굴절률이 서로 다른 두 물질의 경계면에서의 광의 반사율(R)은 다음의 수학식 1로 정의된다. 이때, nt는 광이 경계면에서 출사되는 물질의 굴절률이고, ni는 광이 경계면에서 입사되는 물질의 굴절률이다.
수학식 1
Figure 112011022558514-pat00001

수학식 1을 참고하면, 두 물질의 굴절률 차가 클수록, 경계면에서 광의 반사율이 큰 것을 알 수 있다.
따라서, 도 5 및 수학식 1을 참고하면, 상기 투명 기판(310) 및 상기 제2 보호 필름(193) 사이에 공기층(AIR)이 형성된 경우에 비하여, 상기 투명 기판(310) 및 상기 제2 보호 필름(193) 사이에 굴절률 보상막(320)을 형성하는 경우, 상기 제2 보호 필름(193)에서 출사된 광이 상기 투명 기판(310)에 입사될 때에 상기 투명 기판(310)에서 반사되는 광의 비율을 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 기판(120)의 굴절률은 약 1.52이고, 상기 제1 및 제2 보호 필름(191, 193)의 굴절률은 약 1.48이며, 상기 편광 필름(192)의 굴절률은 약 1.52이고, 상기 투명 기판(310)의 굴절률은 약 1.52일 때, 상기 제2 보호 필름(193)과 상기 투명 기판(310) 사이에 약 1.50의 굴절률을 갖는 굴절률 보상막(320)을 사용할 수 있다.
다만, 상기 투명 기판(310)과 상기 투명 기판(310) 상부의 공기층(AIR)(매질이 약 1이다) 사이에는 약 0.52의 굴절률 차이가 발생하므로, 상기 백라이트 유닛(250)에서 발생된 광은 상기 투명 기판(310)에서 출사되어 공기층(AIR)으로 출사될 때 가장 큰 반사율을 갖는다.
도 6은 적외선 필터를 투과한 광의 파장에 대한 투과 세기를 나타내는 도면이다. 구체적으로, 도 6은 상기 백라이트 유닛(250)에서 출사된 광이 상기 적외선 필터(128)를 투과한 후, 상기 투과된 광의 파장에 대한 투과 세기를 보여주는 도면이다. 도 6에서, 제1 그래프(G1)는 상기 적외선 필터(128)로 2100Å의 두께를 갖는 밴드 패스 필터를 사용한 경우의 파장에 대한 투과 세기를 나타내고, 제2 그래프(G2)는 상기 적외선 필터(128)로 포스핀(phosphine, PH3) 도핑된 밴드 패스 필터를 사용한 경우의 파장에 대한 투과 세기를 타내며, 제3 그래프(G3)는 상기 적외선 필터(128)로 게르마늄층 및 실리콘 게르마늄층이 각각 500Å 두께로 중첩된 밴드 패스 필터를 사용한 경우의 파장에 대한 투과 세기를 나타내고, 제4 그래프(G4)는 상기 적외선 필터(128)로 3000Å의 두께를 갖는 밴드 패스 필터를 사용한 경우의 파장에 대한 투과 세기를 나타낸다.
도 6을 참조하면, 상기 적외선 필터(128)는 적외선 영역에 패스 밴드를 갖는 필터이다. 따라서, 상기 적외선 필터(128)는 적외선 영역의 광을 투과시키나, 가시광도 상기 적외선 필터(128)를 투과하는 것을 볼 수 있다. 도 6에서 상기 적외선 영역의 광은 800nm 내지 900nm의 파장을 갖는 광을 말하고, 상기 가시광선은 600nm 내지 700nm의 파장을 갖는 광을 말한다. 따라서, 도 4 및 도 6을 참조하면, 적외선 영역의 파장을 갖는 제1 광을 센싱하는 각 제1 센서(SN1) 상에, 구체적으로 각 제1 센서 트랜지스터(IRT) 상에 적외선 필터(128)를 사용하더라도, 상기 적외선 필터(128) 상부에 구비된 물질의 경계면에서 반사된 가시광선, 특히 상기 투명 기판(310)과 공기층(AIR) 사이의 경계면에서 반사된 가시광선이 다시 상기 제1 센서 트랜지스터(IRT)로 입력될 수 있음을 보여준다.
도 7은 도 4의 제2 기판, 광학 필름, 및 투명 기판을 간략하게 도시한 다른 실시예에 따른 단면도이다. 도 7의 구성 요소에 대한 설명에 있어서, 도 5에 도시된 구성과 동일한 구성에 대하여는 동일한 참조부호를 병기하고 구체적인 설명은 생략한다.
도 7을 참고하면, 상기 보호 기판(300)은 상기 투명 기판(310)을 사이에 두고 상기 편광 필름(192)과 마주하여 구비된 위상차 판(330)을 더 포함한다. 상기 위상차 판(330)은 입사된 광의 편광 방향을 변경하는 것으로, 상기 위상차 판(330)은 상기 위상차 판(330)을 두 번 통과하는 광의 편광방향을 90도 변경시킨다. 구체적으로는 상기 투명 기판(310)을 통해 출사된 광이 상기 위상차 판(330)과 공기층(AIR)의 경계면에서 반사되어 다시 상기 투명 기판(310)으로 입사될 때, 상기 광의 위상을 90도 변경시킨다. 다시 말해, 상기 위상차 판(330)은 제1 방향으로 편광된 제1 광과 상기 제1 방향과 실질적으로 수직한 제2 방향으로 편광된 제2 광의 위상을 90도, 예를 들어 1/4 파장 변경시키는 광학 소자이다.
구체적으로, 상기 위상차 판(330)은, 예를 들어, 상기 투명 기판(310)에서 출사된 상기 제1 방향으로 편광된 광이 상기 위상차 판(330)을 통과할 때 위상을 45도 변경시키고, 상기 공기층(AIR)에서 반사되어 다시 상기 위상차 판(330)을 통과할 때 위상을 45도 더 변경시켜, 상기 제1 방향으로 편광된 광을 상기 제2 방향으로 편광된 광으로 만든다. 따라서, 상기 위상차 판(330) 및 상기 공기층(AIR) 사이에서 반사된 광은 선편광된 광의 축이 90도 변경되므로, 상기 편광 필름(192)을 투과하지 못한다. 상기 위상차 판(330)은, 예를 들어, 4분 파장판일 수 있다. 또한, 상기 위상차 판(330)은 600nm 내지 750nm인 파장을 갖는 광의 위상을 빠른축과 느린축의 위상차가 90도가 되도록 변경시킬 수 있다. 따라서, 상기 위상차 판(330)의 스펙트럼 상 중심 파장은 600nm 내지 750nm 사이의 값을 가질 수 있다.
도 8a는 도 7의 편광 필름의 투과축과 위상차 판의 지연축의 위치 관계를 설명하는 도면이고, 도 8b는 도 7의 위상차 판에서 광의 위상이 변경되는 과정을 설명하는 도면이다.
도 8a를 참고하면, 상기 편광 필름(192)의 투과축(TA)은 제1 방향(D1)과 나란하게 형성되고, 상기 위상차 판(330)의 지연축(SA)은 상기 제1 방향(D1)과 θ만큼 각도진 제3 방향(D3)과 나란하게 형성될 수 있다. 상기 각(θ)은 약 45도일 수 있으나, 실시형태에 따라, 상기 각(θ)은 약 20도 내지 약 70도 사이의 범위 내에서 형성될 수 있다.
구체적으로, 상기 위상차 판(330)에서의 위상 변화량(Γ)은 아래의 수학식 2로 정의된다. 이때, △n은 상기 제1 방향(D1)의 굴절률과 상기 제2 방향(D2)의 굴절률의 차의 절대값이고, L은 상기 위상차 판(330)의 두께이며, λ는 입사된 광의 파장이다. 수학식 2를 참고하면, 상기 각(θ)은 상기 위상차 판(330)의 종류 및 두께에 따라 상기 위상차 판(330)에 입사된 광의 편광방향을 90도 변경시키도록 적절하게 조절될 수 있다.
수학식 2
Figure 112017037521976-pat00014
도 8b를 참고하면, 상기 편광 필름(192)에서 출사된 제1 가시광(L1)은 제1 방향(D1)으로 편광된 광으로 상기 위상차 판(330)으로 입사된다. 구체적으로, 상기 제1 가시광(L1)은 파장이 600nm 내지 750nm 사이의 값을 가질 수 있다. 상기 위상차 판(330)에 입사된 제1 가시광(L1)은 상기 위상차 판(330)과 상기 위상차 판(330) 상부의 공기층(AIR) 사이의 경계면에 도달될 때까지 빠른축과 느린축의 위상차가 90도가 되도록 변경된다. 즉, 상기 제1 가시광(L1)은 상기 제1 방향(D1)으로 선편광된 상태에서 원편광 상태로 변경된다.
상기 위상차 판(330)과 상기 공기층(AIR)의 경계면에서 상기 제1 가시광(L1)의 일부는 상기 공기층(AIR)으로 입사되고, 상기 제1 가시광(L1)의 다른 일부는 상기 위상차 판(330)과 상기 공기층(AIR)의 경계면에서 반사되어 제2 가시광(L2)으로서 다시 상기 위상차 판(330)을 통과한다. 상기 제2 가시광(L2)은 상기 위상차 판(330)을 다시 통과할 때, 빠른축과 느린축의 위상차가 없어지도록 변경된다. 즉, 상기 원편광된 제2 가시광(L2)는 제2 방향(D2)으로 선편광된다. 따라서, 상기 위상차 판(330)에서 상기 투명 기판(310)으로 출사된 제2 가시광(L2)은 제2 방향(D2)으로 선편광되어 상기 편광 필름(192)에서 출사된 제1 가시광(L1)에 비하여 선편광된 방향이 90도 변경된다. 다시 말해, 상기 위상차 판(330)과 상기 공기층(AIR)의 경계면에서 반사된 제2 가시광(L2)의 편광 방향은 상기 제2 방향(D2)이고 상기 편광 필름(192)에서 출사된 제1 가시광(L1)의 편광 방향은 상기 제1 방향(D1)이므로, 상기 제2 가시광(L2)은 상기 제1 방향(D1)의 투과축(TA)을 갖는 상기 편광 필름(192)을 투과하지 못하고 상기 편광 필름(192)에서 흡수된다. 결과적으로, 상기 위상차 판(330)은 600nm 내지 750nm인 파장을 갖는 광의 위상을 변경시켜 상기 제1 센서 트랜지스터(IRT)로 입력되는 것을 방지하여, 상기 제1 센서(SN1)의 성능을 향상시킬 수 있다.
도 9는 도 4의 제2 기판, 제2 광학 필름, 및 보호 기판을 간략하게 도시한 또 다른 실시예에 따른 단면도이다. 도 9의 구성 요소에 대한 설명에 있어서, 도 5에 도시된 구성과 동일한 구성에 대하여는 동일한 참조부호를 병기하고 구체적인 설명은 생략한다.
도 9를 참조하면, 상기 제2 광학 필름(190)은 편광 필름(192), 상기 편광 필름(192)과 상기 제2 기판(120) 사이에 구비된 보호 필름(191), 및 상기 편광 필름(192)을 사이에 두고 상기 보호 필름(191)과 마주하여 구비된 위상차 판(194)을 포함한다. 도 9에 도시된 위상차 판(194)의 광학적 특성은 실질적으로 도 7에 도시된 위상차 판(330)과 동일하다. 상기 위상차 판(194)은 입사된 광의 편광 방향을 변경하고, 상기 편광 필름(192)을 지지한다. 구체적으로, 상기 위상차 판(194)은 상기 편광 필름(192)을 통해 출사된 광이 상기 투명 기판(310)과 공기층(AIR)의 경계면에서 반사되어 다시 상기 편광 필름(192)으로 입사될 때, 상기 광의 위상을 180도 변경시킨다.
도 10은 도 4의 제2 기판, 제2 광학 필름, 및 보호 기판을 간략하게 도시한 또 다른 실시예에 따른 단면도이다. 도 10의 구성 요소에 대한 설명에 있어서, 도 7에 도시된 구성과 동일한 구성에 대하여는 동일한 참조부호를 병기하고 구체적인 설명은 생략한다.
도 10을 참고하면, 상기 보호 기판(300)은 상기 위상차 판(330)을 사이에 두고 상기 투명 기판(310)과 마주하여 구비된 저 굴절률 필름(340)을 더 포함한다. 상기 저 굴절률 필름(340)은 1보다 크고 약 1.45보다 작은 굴절률을 가져, 상기 위상차 판(330)과 상기 공기층(AIR) 사이의 경계면에서 상기 위상차 판(330)과 상기 공기층(AIR) 간의 큰 굴절률 차로 인한 광의 반사를 감소시킨다.
도 10에서, 상기 저 굴절률 필름(340)은 상기 위상차 판(330) 상에 구비되는 것으로 도시하였으나, 실시형태에 따라 상기 위상차 판(330) 없이 상기 투명 기판(310) 상에 구비될 수 있다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 또한 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니고, 하기의 특허 청구의 범위 및 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 표시 패널 110: 제1 기판
120: 제2 기판 130: 타이밍 컨트롤러
140: 게이트 드라이버 150: 데이터 드라이버
160: 스캔 드라이버 170: 리드아웃 회로
180: 제1 광학 필름 190: 제2 광학 필름
200: 표시 장치 300: 보호 기판
310: 투명 기판 320: 굴절률 보상막
330: 위상차 판 340: 저 굴절률 필름

Claims (20)

  1. 서로 마주하는 제1 기판 및 제2 기판으로 이루어지고 복수의 화소를 포함하여 영상을 표시하는 표시 패널;
    상기 표시 패널에 구비되어 광을 센싱하는 복수의 광 센서;
    상기 제1 기판 또는 상기 제2 기판 상에 제공되어 제1 방향으로 편광된 광을 투과시키고, 상기 제1 방향과 실질적으로 직교하는 제2 방향으로 편광된 광을 흡수하는 편광 필름;
    상기 편광 필름을 사이에 두고 상기 표시 패널과 마주하여 구비되는 위상차 판을 포함하고, 상기 위상차 판은 상기 위상차 판을 두 번 통과하는 광의 편광방향을 90도 변경하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 위상차 판은 상기 제1 방향으로 편광된 광이 상기 위상차 판을 두 번 통과될 때 상기 광의 편광 방향을 상기 제2 방향으로 변경하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 편광 필름을 사이에 두고 상기 표시 패널과 마주하여 구비되어 상기 표시 패널을 보호하는 투명 기판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 위상차 판은 상기 투명 기판을 사이에 두고 상기 편광 필름과 마주하여 구비되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 위상차 판을 사이에 두고 상기 투명 기판과 마주하여 구비되며 상기 위상차 판의 굴절률 및 공기의 굴절률 사이의 굴절률을 갖는 저 굴절률 필름을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 위상차 판은 4분 파장판인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 4분 파장판은 600nm 내지 750nm인 파장을 갖는 광에 대해 4분의 1 파장의 위상차를 만드는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  8. 제4항에 있어서, 상기 위상차 판의 지연축과 상기 제1 방향 사이의 각은 20도 내지 70도인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 위상차 판의 지연축과 상기 제1 방향 사이의 각은 45도인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  10. 제4항에 있어서, 상기 투명 기판 및 상기 편광 필름 사이에 구비되고 상기 투명 기판의 굴절률과 상기 편광 필름의 굴절률 사이의 굴절률을 갖는 굴절률 보상막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  11. 제4항에 있어서, 상기 제1 기판에 인접하게 구비되어 상기 표시 패널로 광을 공급하는 복수의 광원을 더 포함하고, 상기 편광 필름은 상기 제2 기판 상에 구비되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  12. 제3항에 있어서, 상기 위상차 판은 상기 편광 필름 및 상기 투명 기판 사이에 구비되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 위상차 판을 사이에 두고 상기 편광 필름과 마주하여 구비되며 상기 위상차 판의 굴절률 및 공기의 굴절률 사이의 굴절률을 갖는 저 굴절률 필름을 더 포함하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  14. 제12항에 있어서, 상기 위상차 판은 4분 파장판인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 4분 파장판은 600nm 내지 750nm인 파장을 갖는 광에 대해 4분의 1 파장의 위상차를 만드는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  16. 제12항에 있어서, 상기 위상차 판의 지연축과 상기 제1 방향 사이의 각은 20도 내지 70도인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 위상차 판의 지연축과 상기 제1 방향 사이의 각은 45도인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  18. 제12항에 있어서, 상기 투명 기판 및 상기 위상차 판 사이에 구비되고 상기 투명 기판의 굴절률과 상기 위상차 판의 굴절률 사이의 굴절률을 갖는 굴절률 보상막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  19. 제12항에 있어서, 상기 제1 기판에 인접하게 구비되어 상기 표시 패널로 광을 공급하는 복수의 광원을 더 포함하고, 상기 편광 필름은 상기 제2 기판 상에 구비되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  20. 제1항에 있어서, 상기 위상차 판은 선편광되어 입사되는 광을 원편광시키는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
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