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KR101567065B1 - 반투과형 액정표시장치 - Google Patents

반투과형 액정표시장치 Download PDF

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KR101567065B1 KR1020080117578A KR20080117578A KR101567065B1 KR 101567065 B1 KR101567065 B1 KR 101567065B1 KR 1020080117578 A KR1020080117578 A KR 1020080117578A KR 20080117578 A KR20080117578 A KR 20080117578A KR 101567065 B1 KR101567065 B1 KR 101567065B1
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Abstract

본 발명은 반투과형 액정표시장치에 관한 것으로, 액정패널; 상기 액정패널의 하측에 배치되는 광학시트; 및 상기 광학시트의 하측에 배치되는 도광판을 포함하고, 상기 광학시트 및 도광판 중 적어도 어느 하나는 광을 반사하는 반사영역과 광을 투과하는 투과영역으로 이루어진다.
액정표시장치, 반사영역, 메탈층

Description

반투과형 액정표시장치{Transflective type liquid crystal display device}
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것이다.
액정표시장치(Liquid Crystal Display Device)는 백라이트를 광원으로 이용하는 투과형(Transmit mode) 액정표시장치와 자연광을 광원으로 이용하는 반사형(Reflect mode) 액정표시장치의 두 종류로 분류할 수 있다.
상기 투과형 액정표시장치는 백라이트를 광원으로 이용하는 바, 어두운 주변환경에서도 밝은 화상을 구현할 수 있지만, 백라이트 사용에 의해 소비전력이 높다는 단점을 갖는다. 이에 반해, 상기 반사형 액정표시장치는 백라이트를 사용하지 않고 주변환경의 자연광을 이용하기 때문에 소비전력은 작지만, 주변환경이 어두울 때에는 사용이 불가능하다는 단점이 있다.
따라서, 상기 문제점들을 해결하기 위해 반투과형 액정표시장치가 제안되었다. 반투과형 액정표시장치는 필요에 따라 반사형 및 투과형의 양용이 가능하기 때문에 상대적으로 낮은 소비전력을 가지며 어두운 주변환경에서도 사용이 가능하다.
본 발명은 백라이트 유닛을 구성하는 광학시트 및 도광판에 광을 반사시키는 반사영역을 형성하여 외부 광을 이용할 수 있는 반투과형 액정표시장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는, 액정패널; 상기 액정패널의 하측에 배치되는 광학시트; 및 상기 광학시트의 하측에 배치되는 도광판을 포함하고, 상기 광학시트 및 도광판 중 적어도 어느 하나는 광을 반사하는 반사영역과 광을 투과하는 투과영역으로 이루어진다.
본 발명에 따르면, 액정표시장치에 이용되는 광학시트 또는 도광판에 반사영역을 형성함으로써, 발광소자로부터 방출되는 광 뿐만 아니라 외부 광을 이용할 수 있다. 그로 인해 액정표시장치의 생산 가격을 낮출 수 있으며, 수율도 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 액정 표시 장치에 관하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 액정표시장치의 구성을 나타내는 분해사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 액정패널(10), 확산시트(20), 프리즘시트(30), 도광판(40), 반사시트(50) 및 몰드프레임(60)을 포함하여 구성될 수 있다.
액정패널(10)은 몰드프레임(60) 내측에 배치되며, 통과하는 광의 세기를 영상으로 표시하는 단위인 픽셀별로 조절하여 영상을 표시한다.
액정패널(10)은 컬러필터기판, TFT기판, 상기 두 기판들 사이에 개재되는 액정층 및 상기 컬러필터기판의 상부면 및 상기 TFT기판의 하부면에 밀착되는 두 개의 편광시트들을 포함할 수 있다.
액정패널(10) 상에는 액정패널(10)을 구동하기 위한 드라이버IC(미도시)가 COG(chip on glass) 방식으로 실장될 수 있다.
종래에는 본 발명에 따른 반투과형 액정표시장치를 만들기 위해 상기 액정 패널(10)의 TFT기판의 픽셀의 일부분을 반사를 위한 메탈층을 증착시켜 반사형으로 만들어 사용하였다.
확산시트(20)는 상기 액정패널(10)의 하측에 배치되어, 후술할 도광판(20)으로부터 상측을 향해 방출된 광을 확산시킨다.
프리즘시트(30)는 상기 확산시트(20)의 하측에 배치되어, 후술할 도광판(40)을 통해 상측으로 방출된 광을 집광시킨다.
상기 확산시트(20)와 프리즘시트(30) 등을 포함하여 광학시트라고 한다.
반사시트(50)는 발광소자(70)에서 발생하는 광을 상측 방향으로 반사시킨다. 도광판(40)은 반사시트(50) 상에 배치되어, 발광소자(70)들로부터 방출되는 광을 입사받아, 굴절, 반사 및 산란 등을 통하여, 상측으로 방출한다.
몰드프레임(60)은 액정패널(10), 확산시트(20), 프리즘시트(30), 도광판(40) 및 반사시트(50)를 수납하며, 플라스틱 또는 강화 플라스틱 등으로 이루어질 수 있다. 또한, 몰드프레임(60)에는 발광소자(70)를 수납하기 위한 수납홈(미도시)들이 형성될 수 있다.
발광소자(70)들은 수납홈(미도시)들 내측에 삽입되고, 도광판(40)의 측면 상에 배치되어, 도광판(40)의 측면을 향하여 광을 방출한다.
본 발명에 따른 반투과형 액정표시장치는 자체 발광소자(70)에서 방출되는 광을 이용하는 투과형과 외부 광을 이용하는 반사형을 동시에 이용할 수 있다. 따라서 이하에서는 상기 투과형 및 반사형 액정표시장치에 대해 알아본다.
도 2a는 종래 발광소자로부터 방출되는 광을 이용하는 투과형 액정표시장치를 나타낸 단면도이다.
전술한 바와 같이, 발광소자(70)로부터 방출된 광은 도광판(40)의 측면으로 입사된다. 측면으로 입사된 광은 도광판(40)에 의해 굴절, 반사 및 산란 등을 통하여, 상측으로 방출한다. 그 중 상측으로 향하지 못한 일부의 광은 상기 도광판(40)의 하측에 배치된 반사시트(50)를 통해 다시 도광판(40) 쪽으로 반사된다.
이렇게 상측으로 향한 광은 프리즘 시트(30)와 확산시트(20)를 통과하여, 액정패널(10)로 향하게 된다.
상기 도 2a에서 설명한 투과형 액정표시장치와 더불어 반사영역을 형성하여 외부 광을 이용할 수 있는 반사형 액정표시장치에 대해서 살펴본다. 도 2b는 본 발명에 따른 외부 광을 반사시키는 반사형 액정표시장치를 나타낸 단면도이다.
도 2b에 도시된 바와 같이, 확산시트(20), 프리즘시트(30) 및 도광판(40)의 상부면에서 외부 광이 반사한다. 이는 상기 확산시트(20), 프리즘시트(30) 및 도광판(40) 중 적어도 어느 하나의 상부면 일부에서 외부 광이 반사되는 것을 의미한다. 실시예에 따라서는 상기 확산시트(20), 프리즘시트(30) 및 도광판(40)의 상부면 모두에서 외부 광이 반사되도록 할 수 있다.
반사시트(50)는 전술한 바와 같이 그 자체가 광을 반사하는 역할을 하며, 측면에 위치한 발광소자(70)로부터 입사되는 광을 상측으로 반사하기 위한 것이다. 또한, 외부 광이 반사시트(50)까지 도달하기 어려우며, 설사 도달한다고 하더라도 반사시트(50) 자체적으로 광을 반사시키면 되므로 본 발명의 일 실시예로서 활용되기는 어렵다.
따라서 외부 광이 반사되도록 하기 위해서 상기 확산시트(20), 프리즘시트(30) 및 도광판(40) 중 적어도 어느 하나의 상부면에 광을 반사시킬 수 있는 반사영역을 형성할 수 있다.
상기 반사영역은 반사도가 우수한 불투명 금속을 이용하여 형성하거나, 반사율이 높은 흰색 도료를 도포하여 형성할 수 있다.
이때, 확산시트(20)에 형성된 반사영역은 확산시트(20)의 전체 면적과 비교해 볼 때 50:50인 것이 바람직하다. 다만, 일반적으로 반사영역은 반사영역이 포함 되어 있는 전 영역에 비해 30 내지 60 퍼센트 정도를 차지할 수 있다.
반사영역이 너무 넓게 되면, 외부 광이 약할 때 액정표시장치의 휘도가 낮아지는 단점이 있고, 반사영역이 너무 좁게 되면 자체 발광 소자(70) 외에 외부 광을 이용하려는 본 발명의 목적을 달성하지 못한다.
그렇다면, 전술한 확산시트(20), 프리즘 시트(30) 및 도광판(40) 중 적어도 어느 하나에 반사영역이 구체적으로 형성된 모습을 이하에서 살펴본다.
도 3a 내지 도 3d는 상기 도 2b의 A부분을 상측에서 바라본 모습이다. 또한, 도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 실시예에 따른 확산시트(20)와 도광판(40)의 상부면을 나타낸다.
프리즘 시트(30)는 그 형상이 상기 확산시트(20) 및 도광판(40)과 상이하므로 도 4에서 설명한다.
상기 확산시트(20) 및 도광판(40)에 외부 광을 반사시킬 수 있는 반사영역을 형성한다. 전술한 바와 같이, 상기 반사영역은 반사도가 우수한 불투명 금속을 이용하여 형성하거나, 반사율이 높은 흰색 도료를 도포하여 형성할 수 있다.
도 3a를 참조하면, 상기 확산시트(20) 및 도광판(40)에 가로 직선의 형상으로 반사영역이 형성되었다. 도 3b를 참조하면, 상기 확산시트(20) 및 도광판(40)에 세로 직선의 형상으로 반사영역이 형성되었다. 실시예에 따라서는 상기 가로 직선의 형상 및 세로 직선의 형상내에서 상기 반사영역이 서로 이격되도록 형성할 수 있다.
도 3c를 참조하면, 상술한 가로 직선의 형상과 세로 직선의 형상이 교차되도록 반사영역을 형성하였다. 도 3d를 참조하면, 상기 확산시트(20) 및 도광판(40)에 원 형상으로 반사영역을 형성하였다.
다만, 상기 반사영역에서 외부 광을 상측으로 반사시키고, 반사영역 이외의 투과영역에서는 자체 발광소자(70)로부터 방출된 광이 상측으로 반사되므로, 액정패널(10) 상으로 디스플레이 되는 화면이 선명하도록 하나의 서브픽셀에는 하나의 반사영역이 포함되는 것이 바람직하다.
즉, 하나의 서브픽셀에는 하나의 반사영역과 투과영역이 존재하는 것이 바람직하다. 다시 한번 말하자면, 하나의 서브픽셀에 서로 이격된 다수의 반사영역과 투과영역이 존재한다면 밝고 선명한 화상을 구현하기가 어렵다.
즉 도 3a 내지 도 3d에 도시된 'H'의 길이가 하나의 픽셀 피치(pixel pitch)보다 더 짧은 것이 바람직하다. 여기서 픽셀피치란 서로 이웃하는 게이트 라인 또는 데이터 라인 일측간의 거리를 의미한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 상기 확산시트(20) 및 도광판(40)에 형성되는 반사영역을 직선, 다각형 및 원 형상에 대해 도시하고 기술하였다. 그러나 이에 국한되지 않으며, 다양한 형상의 메탈층에 적용가능하다.
또한, 전술한 바와 같이 메탈층 대신 흰색 도료를 이용할 수 있다.
도 4a 내지 도 4d는 상기 도 2b의 B부분을 상측에서 바라본 모습이다. 또한, 도 4a 내지 도 4d는 프리즘 시트(30)의 상부면을 나타낸다.
도 4a를 참조하면, 종래 프리즘 시트(30)는 복수의 돌출부가 프리즘의 형상으로 구성되어 있다. 이때, 프리즘을 이루는 2개의 양측면상에 외부 광을 반사시킬 수 있는 반사영역을 형성할 수 있다.
도 4b에 도시된 바와 같이 종래 프리즘 시트(30)의 돌출부에 대해 형상의 변형을 가할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 프리즘 시트(30)는 복수의 돌출부가 2개의 면이 아닌 3개의 면을 형성하도록 할 수 있다. 상기 돌출부를 형성하는 3개의 면 중 일면에 반사영역을 형성시켜 외부 광을 반사시킬 수 있다.
이때 프리즘 시트(30)의 상부면은 프리즘 시트(30)의 하부면과 평행하게 형성되는 것이 바람직하다. 디스플레이 되는 액정표시장치의 모습을 고려해 볼 때, 광이 프리즘 시트(30)의 하부면과 직각 방향인 상측으로 방출되는 것이 바람직하기 때문이다.
도 4c 내지 도 4d는 본 발명에 따른 프리즘 시트(30)에 형성된 다른 형상의 반사영역을 나타낸다.
본 발명을 설명함에 있어서, 상기 프리즘 시트(30) 상에 형성되는 반사영역의 형상을 도 4b 내지 도 4d에 도시하였지만, 이에 국한되지 않으며 다양한 형상의 반사영역에 적용가능하다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 액정표시장치의 구성을 나타내는 분해사시도이다.
도 2a는 종래 발광소자로부터 방출되는 광을 이용하는 투과형 액정표시장치를 나타낸 단면도이다.
도 2b는 본 발명에 따른 외부광을 반사시키는 반사형 액정표시장치를 나타낸 단면도이다.
도 3a 내지 도 3d는 상기 도 2b의 A부분을 상측에서 바라본 모습을 나타낸다.
도 4a 내지 도 4d는 상기 도 2b의 B부분을 상측에서 바라본 모습을 나타낸다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 액정패널 20 : 확산시트
30 : 프리즘 시트 40 : 도광판
50 : 반사시트 60 : 몰드프레임
70 : 발광소자

Claims (9)

  1. 액정패널;
    상기 액정패널의 하측에 배치되는 광학시트; 및
    상기 광학시트의 하측에 배치되는 도광판을 포함하고,
    상기 광학시트 및 도광판 중 적어도 어느 하나는 광을 반사하는 반사영역과 광을 투과하는 투과영역으로 이루어지고,
    상기 반사영역은 가로 직선 형상과 세로 직선 형상이 교차되어 상기 반사영역 및 상기 투과영역은 체크무늬 배열을 갖고,
    상기 액정패널은 화상을 표시하는 다수의 서브픽셀을 포함하고, 하나의 반사영역 및 하나의 투과영역을 합한 피치는 상기 다수의 서브픽셀 중 하나의 픽셀 피치보다 짧은 반투과형 액정표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 반사영역은 메탈층으로 형성되는 반투과형 액정표시장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 광학시트에는 확산시트 및 프리즘시트 중 적어도 어느 하나를 포함하는 반투과형 액정표시장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 반사영역과 투과영역의 크기는 동일한 반투과형 액정표시장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 프리즘시트는 일방향으로 연장되는 복수의 돌출부가 형성되어 있으며, 상기 돌출부는 3개의 면을 형성하고 일면에 반사영역이 형성된 반투과형 액정표시장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 프리즘시트의 단면의 형상은 사다리꼴인 반투과형 액정표시장치.
  8. 삭제
  9. 제6항에 있어서,
    상기 반사영역과 상기 투과영역은 상기 돌출부의 길이방향으로 교번되고, 상기 반사영역과 상기 투과영역은 인접한 상기 돌출부 사이에서 교번되는 반투과형 액정표시장치.
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