KR100313127B1 - 반투과형 액정표시장치 - Google Patents

Abstract

목적 : 반사광 및/또는 투사광을 이용하여 디스플레이를 실현하는 반투과형 액정표시장치를 제공한다.

구성 : 투명 전극이 형성된 상부 기판과 반사전극이 형성된 하부 기판 및 그 사이에 주입 밀봉되는 액정층을 포함하는 반사형 액정 셀과, 상기 액정 셀의 전·후면에 설치되는 편광판과; 상기 후면 편광판의 뒤쪽에 설치되는 백라이트를 포함하고, 상기 액정 셀의 상부 기판에 반사전극 사이를 통과하여 조사되는 백라이트 광을 반사 및 산란시켜 상기 반사전극으로 조사하는 반사체를 형성하여 구성한다.

효과 : 반사형 액정 셀 내부에 투사광을 반사 및 산란시키는 반사체를 설치하여 투사광에 의한 광 이용 효율을 향상시키므로 선명한 화상을 구현한다.

Description

반투과형 액정표시장치{Semipermeable LCD}

본 발명은 반사광 및/또는 투사광을 이용하여 화상을 표시하는 모든 경우에 광 이용 효율을 향상시켜 선명한 화상을 구현할 수 있도록 한 반투과형 액정표시장치에 관한 것이다.

액정표시장치는 유전 이방성을 갖는 액정 물질을 이용하여 광을 투과 및 차단하므로 화상을 표시하는 디스플레이로서, 백라이트 광을 투과시켜 화상 표시가 이루어지게 하는 투과형과, 외부 광을 반사시켜 화상 표시가 이루어지게 하는 반사형으로 구분된다.

여기서 반사형 액정표시장치는 액정층 다음에 반사층을 설치하여 외부에서 입사한 자연광을 액정층의 스위칭 작용에 의해 선택적으로 반사 및 투과시켜 전면으로 출사되게 하므로 화상을 표시하는 것이지만, 투과형과 달리 자체 광원이 없는 관계로 휘도가 나쁘고 야간 사용에 제약이 따르는 단점이 있다.

이러한 반사형 구조의 단점을 해소하기 위한 것으로서, 종래에는 도 2에 도시한 바와 같이 액정 셀(2)의 앞쪽에 전면광원(4)을 채용한 반사형 액정표시장치가 소개되어 있다.

여기서 액정 셀(2)은 상부 기판(6)과 반사층(8)이 형성된 하부 기판(10)을 포함하고, 양 기판의 내측 대향면에 적어도 투명전극(12)(12′)과 배향층(14)(14′)을 순차 적층하며, 이렇게 형성된 양 기판을 실링수단에 의해 어셈블리하고, 그 사이공간에 액정(16)을 주입한 후 밀봉하여 형성한다. 상부 기판(6)의 외부 표면에는 편광판(18)을 설치한다. 이렇게 형성된 반사형 액정 셀(2)의 상부에는 반사형 구조의 단점을 보완하기 위해 발광부(4a)와 도광판(4b)으로 구성된 전면광원(4)을 설치한다.

이러한 반사형 액정표시장치는 기본적으로 외부에서 입사된 광을 반사시켜 디스플레이에 이용하지만, 주위의 밝기에 따라 선택적으로 전면광원(4)을 온시켜어두운 환경에서도 양호하게 사용할 수 있다. 그러나 광의 입사 및 출사 경로인 액정 셀(2)의 앞쪽에 도광판(4b)을 설치하므로, 전체적으로 두께가 증가하고 광 투과율이 저하되어 휘도가 떨어지는 문제점이 있다.

이러한 전면 광원의 문제점을 개선하기 위한 것으로 종래에는 액정 셀의 후면에 반투과 반사판과 백라이트를 설치한 반투과형 액정표시장치가 소개되어 있다.

이러한 반투과형 액정표시장치는 도 3에 도시한 바와 같이 액정 셀(2)의 후면(하면)에, 편광판(18)과 상부 기판(6)을 통하여 입사한 광을 반사시키고 또한 필요시 백라이트(20) 광을 투과시켜 디스플레이를 실현하는 반투과 반사판(22)을 설치한다.

반투과 반사판(22)은 고굴절층과 저굴절층을 번갈아 적층 형성한 다층 구조를 갖는 것으로, 자체가 편광각의 특성을 갖는다. 이에 따라 반투과 반사판은 외부에서 입사된 자연광 중에서 상기 편광각 이상으로 입사되는 광만 굴절 반사시키고, 그 이하의 빛은 통과시키는 성질을 가지게 되어 반사와 편광 기능을 겸비하는 이점이 있다. 그러나 상기한 반투과 반사판(22)은 기본적으로 반사광 및 백라이트(20)의 투과광의 일부를 소멸시키므로 광 이용 효율 및 휘도를 저하시킨다.

또한 종래 공지된 반투과형 액정표시장치의 다른 예가 도 4에 표시되어 있다. 도면에서 반투과형 액정표시장치는 반사전극(12a)을 갖는 액정 셀(2)을 구성하여 반사광의 이용 효율을 개선하면서 디스플레이를 실현한다. 또 액정 셀(2)의 뒤쪽에 통상의 하부 편광판(18a)과 백라이트(20)를 설치하되 상기 반사전극(12a)의일부 영역(12b)를 제거하여 투사광에 의한 디스플레이를 실현한다.

그러나 상기한 반투과형 액정표시장치는 반사전극(12a)이 제거된 일부 영역(12b)만을 이용하여 백라이트(20)의 투사광을 디스플레이에 이용하므로 휘도가 낮은 문제점이 있다.

앞서 설명한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 반사광 및/또는 투사광을 이용하여 화상을 표시하는 모든 경우에 광 이용 효율을 향상시켜 선명한 화상을 구현할 수 있도록 함에 그 목적을 두고 있다.

이를 위하여 본 발명에서는 투명 전극이 형성된 상부 기판과 반사전극이 형성된 하부 기판 및 그 사이에 주입 밀봉되는 액정층을 포함하는 반사형 액정 셀과, 상기 액정 셀의 전·후면에 설치되는 편광판과; 상기 후면 편광판의 뒤쪽에 설치되는 백라이트를 포함하고, 상기 액정 셀의 상부 기판은 반사전극 사이를 통과하여 조사되는 백라이트 광을 반사 및 산란시켜 상기 반사전극으로 조사하는 반사체를 포함하여 구성된 반투과형 액정표시장치를 제안한다.

여기서 반사전극은 상부기판이나 투명 전극에 형성할 수 있다.

이에 따라 본 발명의 반투과형 액정표시장치는 액정 셀의 전면에서 입사되고 상기 반사전극에서 되반사되어 다시 전면으로 출사되는 반사광 경로와, 백라이트로부터 출사되어 후면 평광판을 거치고 상기 반사체에서 반사되며 다시 상기 반사층에서 되반사되어 액정 셀의 전면으로 출사되는 투사광 경로를 포함한다.

도 1은 본 발명에 의한 반투과형 액정표시장치를 도시한 단면도.

도 2 내지 도 4는 종래 공지된 반투과형 액정표시장치를 도시한 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

6-상부 기판 10-하부 기판

12-투명 전극 16-액정

18,18a-편광판 20-백라이트

120-반사전극 120a-무지 영역

122-반사체

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 의거하여 설명한다. 참고로 본 발명을 설명함에 있어 종래 기술에서 인용한 구성과 동일한 부분에 대하여는 동일 부호를 부여하기로 한다.

도 1은 본 발명에 의한 반투과형 액정표시장치이다.

본 발명의 반투과형 액정표시장치는 외부 자연광에 의한 디스플레이와 함께 필요시 어두운 곳에서의 디스플레이를 가능토록 하기 위해, 반사형 액정셀(200)을 기본 구조로 하고 그 뒤쪽에 백라이트(20)를 설치한다.

반사형 액정 셀(200)은 투명 전극(12)이 형성된 상부 기판(6)과 반사전극(120)이 형성된 하부 기판(10)을 포함하고, 양 기판의 내측 대향면에 적어도 배향층(14)(14′)을 적층하며, 이렇게 형성된 양 기판을 실링하고 그 사이공간에 액정(16)을 주입한 후 밀봉하여 이루어진다. 상부 기판(6)의 외부 표면에는 편광판(18)을 설치한다.

이렇게 형성된 본 발명의 반사형 액정 셀(200)은 외부 자연광이 편광판(18)과 상부 기판(6)을 통하여 입사되고, 액정(16)의 스위칭 작용에 의해 선택적으로 투과되며, 다시 반사전극(120)에서 되반사되어 전면으로 출사되는 반사광 경로에 의해 디스플레이를 실현한다. 이때 반사전극(120)은 반사율이 큰 금속 예를 들어 알루미늄을 이용하므로 종래 기술과 같은 정도의 양호한 휘도를 얻을 수 있다.

또한 본 발명에서는 어두운 주변 환경에서 투사광을 이용할 수 있도록 하기 위해, 반사형 액정 셀(200)의 후면에 통상의 편광판(18a)을 채용하고, 다시 그 뒤쪽으로 백라이트(18a)를 설치한다. 따라서 본 발명은 일반적인 투과형 구조를 취한다고 볼 수 있는데, 백라이트(18a)에 의한 투사광이 앞서 설명한 반사전극(120)에 의해 차단되므로, 이를 해결하기 위해 반사전극(120)의 패턴 사이에 무지 영역(120a)을 형성하여 백라이트 광이 투사되도록 하고, 그 해당 위치의 상부 기판(6) 쪽에 투사광 반사체(122)를 설치하여 상기 투사광이 반사 및 산란되어서 반사전극(120)으로 조사되도록 한다.

따라서 본 발명에 의한 반투과형 액정표시장치는 반사형 액정 셀(200)에 의한 기본 반사광 경로와 함께, 백라이트(20)로부터 출사되어 반투과 반사판을 거치고 상기 반사체에서 되반사하며, 다시 상기 반사전극(120)의 표면에서 반사되어 액정 셀(120)의 전면으로 출사되는 투사광 경로를 포함한다.

이때 상기한 투사광 반사체(122)는 광의 반사 및 산란 효과를 높이기 위해 반사율이 큰 금속을 사용하며, 반사전극(120) 전체로의 확산을 위하여 반원형, 반 타원 및 반구형의 형태로 형성할 수 있다. 따라서 본 발명에 의하면 반사전극(120)의 표면 전체에서 광의 반사가 이루어져 디스플레이를 실현하게 되므로 광 이용 효율과 휘도를 향상시킬 수 있다.

본 발명에서는 반사광과 투사광의 경로가 서로 달라 위상차가 발생하는 것을 고려하여, 투사광의 진행 경로 상에 위상차 보상판을 설치한다. 위상차 보상판은 상·하부의 편광판과 인접하여 설치한다. 또 본 발명에서는 STN 액정표시장치의 경우 리타데이션 필름을 더 설치할 수 있다.

한편 본 발명의 반투과형 액정표시장치는 반사전극(120)을 대신하여 형성하고, 반사층 구조로서 액정 셀(200)의 후면에 반투과 반사판을 설치할 수도 있는데, 이 경우에는 다소 휘도가 저하되는 단점이 생길 수 있다.

이상에서 설명한 구성 및 작용을 통하여 알 수 있는 바와 같이, 본 발명은 반사형 액정 셀의 내부에 투사광을 반사, 산란시키는 반사체를 설치하여, 반사광과 함께 투사광에 의한 디스플레이를 가능하게 하는 것이며, 특히 투사광에 의한 광 이용 효율을 향상시켜 선명한 화상을 구현할 수 있다.

Claims (5)

1. 투명 전극이 형성된 상부 기판과 반사전극이 형성된 하부 기판 및 그 사이에 주입 밀봉되는 액정층을 포함하는 액정 셀과; 상기 액정 셀의 전·후면에 설치되는 편광판과; 상기 후면 편광판의 뒤쪽에 설치되는 백라이트를 포함하고; 상기 액정 셀의 상부 기판은 반사전극 사이를 통과하여 조사되는 백라이트 광을 반사 및 산란시켜 상기 반사전극으로 조사하는 반사체를 포함하여 구성된 것임을 특징으로 하는 반투과형 액정표시장치.
2. 반사층을 포함하는 반투과형 액정 셀과; 상기 액정 셀 내부에 형성되는 투사광 반사체와; 상기 액정 셀의 전·후면에 형성되는 편광판과; 상기 후면 편고아판의 뒤쪽에 설치되는 백라이트를 포함하고; 상기 액정 셀의 전면에서 입사되고 상기 반사층에서 되반사되어 다시 전면으로 출사되는 반사광 경로와; 백라이트로부터 출사되어 후면 편광판을 거치고 상기 투사광 반사체에서 반사되며, 다시 상기 반사층에서 되반사하여 액정 셀의 전면으로 출사되는 투사광 경로를 포함하는 반투과형 액정표시장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 반사층은 반사전극임을 특징으로 하는 반투과형 액정표시장치.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 반사층은 반투과 반사판임을 특징으로 하는 반투과형 액정표시장치.
5. 제 2 항에 있어서, 상기 투사광 경로에 위상차 보상판을 설치한 구성을 특징으로 하는 반투과형 액정표시장치.