KR100305640B1 - 반사형액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 투과형 액정 패널을 사용하면서 반사형 모드로 동작할 수 있게 하여, 제조 원가를 줄일 수 있는 반사형 액정 표시 장치를 개시한다. 개시된 본 발명은 투과형 액정 패널과, 액정 패널이 안치되는 소정 크기의 홈부가 구비되어 있고, 홈 외주면에는 광을 집광하는 수단이 구비되어 있으며, 이 집광 수단으로부터 집광된 자연광을 홈 저면으로 반사, 전달시키는 반사 수단이 구비되어, 자연광이 상기 액정 패널의 광원이 되도록 하는 반사판을 포함한다.

Description

반사형 액정 표시 장치
본 발명은 반사형 액정 표시 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 투과형 액정 패널을 이용하면서 자연광을 광원으로 하는반사형 액정 표시 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반사형 LCD는 별도의 광원이 요구되지 않고, 자연광을 이용하므로, 소비전력을 낮출 수 있고, 백라이트의 발열을 줄일수 있다.
이러한 반사형 LCD는 상부 기판으로부터 자연광이 입사되면, 화소 전극을 통하여, 다시 빛이 반사되어지는데, 이때, 액정 분자들의 배열 상태에 따라서, 빛이 흡수되거나 통과된다.
종래의 반사형 액정 표시 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 하부 기판(1,5)이 서로 대향되도록 배치되어 있다. 하부 기판(1) 상부의 적소에는 공지의 기술로 형성된 박막 트랜지스터(TFT)가 구비되고, 박막 트랜지스터(TFT)가 구비된 하부 기판(1)상에 후막의 유기 절연막(2)이 형성된다. 유기 절연막(2)에는 박막 트랜지스터(TFT)의 소정 부분 즉, 드레인 전극을 노출시키기 위하여, 콘택홀이 형성되고, 콘택홀을 통하여, 노출된 박막 트랜지스터(TFT)와 콘택되도록 유기 절연막(2) 상부에 화소 전극(3)이 형성된다.
이때, 반사형 액정 표시 장치에서 화소 전극(3)은 계면 반사 특성이 우수한 알루미늄 금속막이 이용된다. 화소 전극(3)을 불투명한 금속막으로 형성하여도, 반사판의 역할만 하므로, 반사형 액정 표시 장치의 개구율과는 상관없다.
상부 기판(5)의 내측면에는 박막 트랜지스터(TFT)와 대응하는 부분에 블랙 매트릭스(6)가 형성되고, 블랙 매트릭스(6)의 양측에는 색화소(7)가 형성된다. 블랙 매트릭스(6)와 색화소(7) 상부의 표면에 공통 전극(8)이 형성된다.
그리고, 도면에는 도시되지 않았지만, 상, 하 기판(1,5)의 내측면 표면에는 수평 배향막이 각각 설치되어 있으며, 상하 수평 배향막은 서로 크로스되는 방향으로 러빙되어 있다.
상하 기판(1,5) 사이에는 액정층(9)이 개재된다. 여기서, 이 액정층(9)내에는 네마틱 액정 분자(9a)와 입사된 광을 선택적으로 흡수, 차단하는 염색제(9b)가 포함된다. 이때, 염색제(9b)는 공지된 바와 같이, 빛이 염색제(9b)의 장축을 지날때는 빛이 흡수되고, 단축을 지날때는 빛이 투과된다.
여기서, 종래의 반사형 액정 표시 장치에서는 빛의 반사각을 개선하고자, 유기 절연막(2)표면에 인위적으로 모폴로지를 형성한다. 여기서, 모폴로지를 형성하는 방법은, 유기 절연막(3) 표면에 포토레지스트막을 형성한다음, 홀로그래피 방식등으로 식각처리하여, 모폴로지를 형성하였다. 이와같이, 유기 절연막(2) 표면에 모폴로지를 형성하게 되면, 화소 전극(3) 또한 모폴로지를 갖게되어, 입사된 빛이 더 큰 반사각으로 반사된다.
상기와 같은 종래의 반사형 액정 표시 장치는 다음과 같은 문제점을 갖는다.
첫째로, 투과형 모드에 비하여 반사형은 백라이트가 사용되지 않는다는 장점을 지니고 있으나, 반사형 액정 패널은 화소 전극에 모폴로지를 형성하는 공정등 투과형 액정 패널보다 별도의 공정이 더 요구된다. 이로 인하여, 제조 원가가 투과형에 비하여 높다.
둘째로, 상기한 반사형 모드는 입사 광량이 패널의 면적에 비례하므로, 광량을 조절하기 어려운 단점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 투과형 액정 패널을 사용하면서 반사형 모드로 동작할 수 있게 하여, 제조 원가를 줄일 수 있는 반사형 액정 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 입사 광량이 패널의 면적에 구애받지 않는 반사형 액정 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 종래의 반사형 액정 표시 장치의 단면도.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 반사형 액정 표시 장치의 반사판 구조의 평면도.
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ′선을 따라 절단하여 나타낸 단면도.
도 4는 본 발명의 실시예 2에 따른 반사형 액정 표시 장치의 반사판 구조의 평면도.
도 5는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ′선을 따라 절단하여 나타낸 단면도.
도 6은 본 발명의 실시예 3에 따른 반사형 액정 표시 장치의 반사판 구조의 평면도.
도 7은 도 6의 Ⅶ-Ⅶ′선을 따라 절단하여 나타낸 단면도.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)
11,21,31 - 홈부 13,23 - 제 1 지지부
14,24 - 광원 집광부 16,26 - 제 2 지지부
17a,27a,37a - 제 1 광반사막 17b,17b,17c - 제 2 광반사막
18 - 산란형 광반사막 33 - 광섬유
34 - 반사경
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 반사형 액정표시장치는 투과형 액정 패널; 및 상부에 상기 투과형 액정 패널이 안치되는 소정 크기의 홈부가 형성되고, 홈 외주면에 형성되어 자연광을 집광하는 집광 수단과, 집광 수단으로부터 집광된 자연광을 투과형 액정패널 저부로 반사시키는 반사 수단이 구비되어서, 반사된 자연광이 투과형 액정 패널의 광원이 되도록 하는 반사판을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 반사 수단은 반사판의 외측단부와 상기 홈의 외측면에 형성되는 제 1 광반사막과, 반사판 저면 및 상기 지지부 외주면에 형성되는 제 2 광반사막 및 반사판의 외측단부와 반사판 저면이 만나는 모서리부분에 제 1 광반사막 물질로 된 경사형 리브를 포함한다.
상기 반사 수단은 반사판의 외측단부와 상기 홈의 외측면에 형성되는 제 1 광반사막과, 반사판의 저면에 형성되고 경사면을 갖는 요철 형상을 갖도록 형성된 제 2 광반사막을 포함한다.
이하 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명하도록 한다.
첨부한 도면 도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 반사형 액정 표시 장치의 반사판 구조의 평면도이고, 도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ′선을 따라 절단하여 나타낸 단면도이다. 또한, 도 4는 본 발명의 실시예 2에 따른 반사형 액정 표시 장치의 반사판 구조의 평면도이고, 도 5는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ′선을 따라 절단하여 나타낸 단면도이다. 도 6은 본 발명의 실시예 3에 따른 반사형 액정 표시 장치의 반사판 구조의 평면도이고, 도 7은 도 6의 Ⅶ-Ⅶ′선을 따라 절단하여 나타낸 단면도이다.
본 발명은 반사형 액정 표시 장치라 할지라도 액정 패널로는 투과형 액정 패널을 사용하고, 반사판의 구조를 실시예들과 같이 변형시키어, 반사형 모드로 작동도록 한다.
(실시예 1)
먼저, 도 2 및 도 3을 참조하여, 본 실시예의 반사판(100)은 중앙상부에 액정 패널이 안착되어질 홈부(11)가 형성된다. 이때, 액정 패널은 별도의 공정없이 이미 제품화된 투과형 액정 패널이 이용된다. 홈부(11)의 외주면에는 수개의 제 1 지지부(13)가 소정 간격을 두고 배치되어 있으며, 이 제 1 지지부(13) 사이에는 광원 집광부(14)가 배치된다.
또한, 홈부(11) 저면에는 패널을 지지하기 위한 수개의 제 2 지지부(16)가 설치되고, 이 제 2 지지부(16) 사이에도 광원 집광부(14)가 배치된다.
여기서, 상기 광원 집광부(14)는 광이 통과될 수 있는 투명 물질 예를들어, 글래스 물질로 형성될 수 있다.
반사판(100)의 외측 단부 및 홈부(11)의 내측벽에는 제 1 광반사막(17a)이 구비되고, 반사판(100)의 저면부과 외측 단부가 만나는 모서리 부분 각각에는 리브(rib) 형태의 제 2 광반사막(17b)이 구비된다. 이때, 제 1 광반사막(17a)과 제 2 광반사막(17b)은 모두 매끄러운 재질의 반사막으로 이루어진다.
한편, 반사판(100)의 저면과 제 2 지지부(16)의 외주면에는 산란형 광반사판(18)이 덮혀있다. 이때, 상기 제 1 및 제 2 광반사막(17a,17b)은 입사각과 동일한 각으로 반사시키지만, 산란형 광반사막(18)은 명칭에서 내포하는 바와 같이, 입사된 각보다 큰 각으로 빛을 산란시키면서 반사시킨다. 이에따라 제 1 광반사막(17a)으로부터 반사되는 광을 균일하게 산란시킨다.
이러한 구성을 갖는 반사형 액정 표시 장치는 홈부(11) 외주의 광원 집광부(13)로부터 자연광이 입사된다. 입사된 자연광은 제 1 및 제 2 광반사막(17a, 17b)에 의하여 반사되어, 홈부(11) 아래의 산란형 광반사막(18)에 도달된다. 그러면, 산란형 반사막(18)에서 보다 큰 산란각으로 광을 반사시키어, 액정 패널에 균일한 광을 제공하게 된다.
이에따라, 별도의 백라이트가 요구되지 않으며, 자연광을 이용하므로 소비 전력을 낮출수 있다. 더구나, 기존의 투과형 액정 패널을 사용하므로, 추가되는 공정이 없다.
(실시예 2)
도 4 및 도 5을 참조하여, 본 발명의 실시예 2에 따른 반사판을 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예 2의 반사판(200)은 직육면체 형상의 판으로서, 중앙상부에 액정 패널이 안착되어질 홈부(21)가 형성된다. 이때, 액정 패널은 별도의 공정없이 이미 제품화된 투과형 액정 패널이 이용된다. 홈부(21)의 외주면에는 상기 실시예 1과 동일하게 수개의 제 1 지지부(23)가 소정 간격을 두고 배치되어 있으며, 이 제 1 지지부(23) 사이에는 광원 집광부(24)가 배치된다. 또한, 홈부(21) 저면에는 액정 패널을 지지하기 위한 수개의 제 2 지지부(26)가 설치된다.
여기서, 상기 광원 집광부(24)는 광이 통과될 수 있는 투명 물질 예를들어, 글래스 물질로 형성될 수 있다.
또한, 반사판의 외측 단부 및 홈부(21)의 내측벽에는 제 1 광반사막(27a)이 피복되어 있으며, 반사판(200)의 저면에는 제 2 광반사막(27b)이 경사면을 갖는 요철 형태로 형성된다. 바람직하게 제 2 광반사막(27b)은 반사판(200)의 저면과 외측 단부가 만나는 모서리 지점에는 경사형 리브(27b-1)와, 리브(27b-1)의 끝단과 연결되면서 삼각 뿔대(27b-2)로 형성된다. 이때, 삼각뿔대(27b-2)의 윗변은 홈부(21)의 저면과 맞닿는다. 이때, 상기 제 2 지지부(26)는 제 2 광반사막(27b)의 삼각뿔대(27b-2) 빗변과 홈부(21)의 저면사이에 고정되어, 액정 패널(도시되지 않음)을 지지하게 된다. 아울러, 홈부(21)의 바닥부에는 빛이 용이하게 산란될 수 있도록 헤이즈(haze)가 설치된 광 산란판(28)이 배치되어 있다.
이와같은 구성을 갖는 반사판은 상기 실시예 1과 같이, 홈부(21) 외측의 광원 집광부(23)로부터 자연광이 입사되면, 제 1 광반사막(27a) 및 제 2 광반사막(27b)의 리브(27b-1) 빗변에 의하여 홈부(21)의 저면으로 입사된 광이 반사된다. 그러면, 홈(21) 저부에 도달된 광은 다시 제 2 광반사막(27)의 삼각뿔대(27b-2)의 빗변에 의하며, 보다 넓은 각으로 액정 패널내에 광을 반사시키게 된다.
더욱이, 홈부(21) 저면에 헤이즈가 설치된 광 산란막(28)에 의하여 더욱 넓은 각도로 산란된 균일한 광이 액정 패널내로 제공된다.
(실시예 3)
도 6 및 도 7을 참조하여, 본 발명의 실시예 3에 따른 반사형 액정 표시 장치의 반사판을 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예 3의 반사판(300)은 직육면체 형상의 판으로서, 중앙 상부에 액정 패널이 안착되어질 홈부(31)가 형성된다. 이때, 액정 패널은 별도의 공정없이 이미 제품화된 투과형 액정 패널이 이용된다. 홈부(31)의 외주면에는 일정 간격을 두고 수개의 광섬유(33)가 배치되며, 광섬유(33) 사이에는 반사경(34)이 배치된다. 여기서, 광섬유(33)는 도 7에서와 같이, 홈부(31) 측면에서부터 홈부(31) 저면쪽으로 연장되어 있어, 홈부(31)의 저면에 광을 전달하는 역할을 하며 상기 실시예1 및 2와 같이 광원 집광부 역할을 한다. 홈부(31)의 저면에는 액정 패널을 지지하기 위한 수개의 제 2 지지부(36)가 설치된다.
또한, 반사판의 외측 단부 및 홈부(31)의 내측벽에는 제 1 광반사막(37a)이 피복되어 있으며, 반사판(300)의 저면부와 외측 단부가 만나는 모서리 부분에는 리브 형태의 제 2 광반사막(37b)이 구비된다. 이때, 제 1 광반사막(37a)과 제 2 광반사막(37b)은 모두 매끄러운 재질의 반사막으로 이루어진다.
반사판의 저면과 제 2 지지부(36)의 외주부 각각에는 산란형 광반사막(38)이 덮혀있다. 이때, 상기 제 1 및 제 2 광반사판(37a,37b)은 입사각과 동일한 각으로 반사시키지만, 산란형 광반사판(38)은 명칭에서 내포하는 바와 같이, 입사된 각보다 큰 각으로 빛을 산란시키면서 반사시킨다.
또한, 홈부(31) 저부에는 산란판(39)이 구비되어, 일차적으로 산란되어 반사된 막을 이차적을 산란시키어, 더욱 균일한 빛이 액정 패널내에 도달되도록 한다.
이러한 구성을 갖는 반사형 액정 표시 장치는, 자연광이 홈부(31) 외주의 광섬유(33)를 통하여 홈부(31) 저면에 도달된다. 광이 도달되는 과정중 누설되는 광은 제 1 및 제 2 반사막(37a,37b) 및 산란형 반사막(38)에 의하여 액정 패널쪽으로 반사되어 입사된 대부분의 광이 액정 패널쪽으로 반사된다. 그리고나서, 액정 패널쪽에 도달된 광은 산란판(39)에 의하여 균일하게 산란되어, 액정 패널의 광원으로 이용된다.
이상에서 자세히 설명된 바와 같이, 본 발명에 의하면, 투과형 액정 패널의 외주에서 자연광을 입사받아 액정 패널 저부로 광을 반사시키도록 반사판을 설치하여, 별도의 백라이트 없이도 액정 패널을 동작시키게 한다.
또한, 이미 상용화된 투과형 액정 패널을 사용하기 때문에 제조 비용을 절감할 수 있다.
기타, 본 발명은 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.

Claims (10)

  1. 투과형 액정 패널; 및
    상부에 상기 투과형 액정 패널이 안치되는 소정 크기의 홈부가 형성되고, 상기 홈 외주면에 형성되어 자연광을 집광하는 집광수단과, 상기 집광 수단으로부터 집광된 자연광을 상기 투과형 액정 패널 저부로 반사시키는 반사 수단이 구비되어서, 상기 반사된 자연광이 상기 투과형 액정 패널의 광원이 되도록 하는 반사판을 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 홈 외주부 및 저면에는 일정 간격인 지지부와, 상기 지지부 사이에는 상기 집광 수단이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 반사 수단은
    상기 반사판의 외측단부와 상기 홈의 외측면에 형성된 제 1 광반사막과,
    상기 반사판 저면 및 상기 지지부 외주면에 형성되는 제 2 광반사막과,
    상기 반사판의 외측단부와 반사판 저면이 만나는 모서리부분에 제 1 광반사막 물질로 된 경사형 리브를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 광반사막은 매끈한 표면을 갖는 반사막이고, 상기 제 2 광반사막은 산란형 광반사막인 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 반사판의 외측단부와 상기 홈의 외측면에 형성된 제 1 광반사막과,
    상기 반사판의 저면에 형성되고 경사면을 갖는 요철 형상을 갖도록 형성된 제 2 광반사막을 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 반사판의 외측단부와 반사판 저면이 만나는 모서리에 각각 형성된 경사형 리브와,
    상기 경사형 리브와 연결되면서, 윗변이 상기 홈부 저면과 맞닿도록 경사면을 갖도록 형성된 삼각뿔대로 이루어진 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 홈부 저면에는 산란판이 추가로 형성된 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 집광 수단의 재질은 광 섬유인 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 광섬유 사이에 공간에는 반사경이 배치된 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 홈부 저면에는 산란판이 추가로 배치된 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치.
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