KR100324284B1 - 반사형 액정 표시장치용 보조 광원장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반사형 액정 표시장치에 광을 조사하기 위한 보조 광원장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 반사형 액정 표시장치용 보조 광원장치는 본체와, 본체에 선회 가능하게 설치되어 외부광에 의해 영상을 표시하는 반사형 표시모듈과, 본체의 일측에 개폐가능함과 아울러 조명상태에서 회전가능하게 설치되는 지지부재와, 지지부재에 설치되어 상기 반사형 표시모듈의 표시면에 광을 조사하는 보조광원을 구비한다.
이러한 구성에 의하여, 본 발명에 따른 반사형 액정 표시장치의 보조 광원장치는 반사형 액정표시패널에 대향되는 방향에서 본체 상에 설치되므로 반사형 액정표시패널에 균일하게 광을 조사할 수 있게 된다.

Description

반사형 액정 표시장치용 보조 광원장치{Assistant Light Source Unit For Reflective Type Liquid Crystal Display}
본 발명은 반사형 액정 표시장치에 관한 것으로, 특히 반사형 액정 표시장치에 광을 조사하기 위한 보조 광원장치에 관한 것이다.
액정 표시장치는 소형 및 박형화와 저전력 소모의 장점을 가지는 평판 표시장치로서, 노트북 PC와 같은 휴대용 컴퓨터, 사무 자동화 기기, 오디오/비디오 기기 등으로 이용되고 있다. 액정 표시장치는 유전 이방성을 가지는 액정물질에 인가되는 전계를 제어하여 광을 투과 또는 차단하여 화상 또는 영상을 표시하게 된다. 액정 표시장치는 일렉트로 루미네센스(Electro-luminescence : EL), 음극선관(Cathod Ray Tube : CRT), 발광 다이오드(Light Emitting Diode : LED) 등과 같이 스스로 광을 발생하는 표시소자들과는 달리, 스스로 광을 발생하지 않고 외부광을 이용하게 된다.
액정 표시장치는 광을 이용하는 방식에 따라 크게 투과형과 반사형으로 나뉘어진다.투과형 액정 표시장치는 두 장의 유리기판 사이에 액정물질이 주입된 액정표시패널과, 액정표시패널에 광을 공급하는 백라잇(Back Light)을 구비하게 된다. 그러나 투과형 액정 표시장치는 백라잇의 부피, 무게로 인하여 박형화·경량화에 어려움이 있으며, 백라잇의 과도한 소비전력이 단점으로 지적되고 있다.반사형 액정표시장치는 도 1과 같이 광을 공급하는 백라잇(Back light) 없이 자연광 및 주변광을 표시면으로 투과, 반사시키는 반사형 액정표시패널(10)을 구비한다. 반사형 액정표시패널(10)은 두 장의 유리기판 사이에 액정물질이 주입되는 액정표시패널(2)과, 액정표시패널(2)의 배면에 설치되거나 액정표시패널(2)의 내부에 배치되어 광을 표시면 쪽으로 반사시키기 위한 반사경(Reflector)(4)으로 이루어진다. 이 반사형 액정표시장치는 백라잇을 사용하지 않고 반사경(4)에 의해 자연광(또는 주변광)을 반사시켜 화상 또는 영상을 표시하게 된다. 그러나 반사형 액정 표시장치는 자연광 또는 주변광이 충분하지 않은 곳에서는 휘도레벨이 현저히 낮아져 표시된 영상을 볼 수 없게 된다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 자연광 이외의 보조광을 이용하는 방식의 반사형 액정 표시장치가 제안되고 있다.
도 2는 1998년 7월 'NIKKEI ELECTRONICS ASIA'에 개재된 점광원을 이용한 반사형 액정 표시장치를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 종래의 반사형 액정 표시장치는 반사형 액정표시패널(12)과, 반사형 액정표시패널(12)의 일측에 설치되는 지지대(14)와, 지지대(14)의 끝단부에 설치되는 점광원 형태의 보조광원(16)을 구비한다. 보조광원(16)은 지지대(14)에 의해 일정 높이에서 반사형 액정표시패널(12) 상에 광을 조사하는 역할을 하게 된다. 도 2에 도시된 반사형 액정 표시장치는 점광원 형태의 보조광원(16) 및 지지대(14)가 반사형 액정표시패널(12)의 모서리 부분에 설치되므로 표시화면에 대한 입사위치마다 입사각도가 크게 되므로 조사되는 광의 광량 편차가 크게 달라지게 된다. 이에 따라, 전체에 균일한 광량으로 광을 조사하기가 곤란하게 되므로 휘도가 불균일한 문제점이 있다.
도 3은 미국 특허 '5,477,239'에 개재된 반사형 액정 표시장치를 나타낸다.
도 3을 참조하면, 종래의 반사형 액정 표시장치는 본체(28)에 선회 가능하게 설치되며 반사형 액정표시패널(22)이 장착된 표시모듈(24)과, 반사형 액정표시패널(22)의 좌/우측에 선광원 형태로 설치되는 보조광원(26a,26b)을 구비한다. 각각의 보조광원(26a,26b)은 표시모듈(24) 상에서 개폐될 수 있도록 설치되며, 표시모듈(24) 외부로 노출된 상태에서 반사형 액정표시패널(22) 쪽으로 광을 조사하게 된다. 반사형 액정표시패널(22)의 상부 유리기판 위에는 필름(도시하지 않음)이 부착된다. 이 필름에는 보조광원(26a,26b)으로부터 경사지게 입사된 광을 반사형 액정표시패널(22)의 표시면 쪽으로 반사시키는 미세구조물이 다수 형성된다. 필름의 미세구조물은 반사형 액정표시패널(22)의 표시면에 광이 균일하게 입사될 수 있도록 형성되는 위치마다 경사각도와 높이가 달라져야 하므로 설계 및 제작하기가 어려운 단점이 있다. 또한, 도 3에 도시된 반사형 액정표시장치는 보조광원(26a,26b)으로 인한 표시모듈(24)에 부가 면적이 필요하게 되므로 액정표시패널(22)의 유효 표시부 면적이 그 만큼 줄어들게 되는 반면, 표시모듈(24)이 커지게 되는 문제가 있다. 그리고 보조광원(26a,26b)과의 거리차에 따라 반사형 액정표시패널(22) 상에 입사되는 광의 광량차에 의해 입광효율이 낮은 문제점이 있다.
도 4는 미국 특허 '5,091,873'에 개재된 반사형 액정 표시장치를 나타낸다.
도 4를 참조하면, 종래의 반사형 액정 표시장치는 본체(38)에 선회 가능하게 설치되며 반사형 액정표시패널(32)이 장착된 표시모듈(34)과, 본체(38) 상에 착탈 가능하게 설치되는 광원(40)을 구비한다. 광원(40)은 광을 발생하는 램프(42), 램프(42)로부터 조사된 광을 반사형 액정표시패널(32) 쪽으로 반사시키기 위한 반사경(44) 등을 구비하여 액정표시패널(32)의 표시면에 광을 조사하게 된다. 그러나 도 4에 도시된 반사형 액정 표시장치는 광원(40)으로 인하여 본체(38)의 부피 및 구조가 복잡해지는 문제점 있다.
이와 같이, 종래의 반사형 액정 표시장치는 보조광원의 설치위치에 따라 표시면에 대하여 균일하게 광이 조사되기 곤란하며, 보조광원으로 인하여 경량화·소형화되기 어려운 문제점이 초래되고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 균일하게 광을 조사하도록 한 반사형 액정 표시장치용 보조 광원장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 액정 표시장치가 경량화·소형화되도록 한 반사형 액정 표시장치용 보조 광원장치를 제공하는데 있다.
도 1은 종래의 반사형 액정표시장치를 개략적으로 나타내는 단면도.
도 2는 종래의 보조광원이 장착된 반사형 액정표시장치를 나타내는 도면.
도 3은 종래의 다른 보조광원이 장착된 반사형 액정표시장치를 나타내는 도면.
도 4는 종래의 다른 보조광원이 장착된 반사형 액정표시장치를 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 반사형 액정 표시장치를 나타내는 사시도.
도 6은 도 5에 도시된 반사형 액정 표시장치를 좌측에서 본 측면도.
도 7은 도 5에 도시된 보조광원을 상세히 나타내는 분해 사시도.
도 8은 도 7에 도시된 지지대의 다른 형태를 나타내는 도면.
도 9은 도 7에 도시된 램프의 다른 형태를 나타내는 도면.
도 10은 도 5에 도시된 보조광원의 동작을 나타내는 측면도.
도 11은 도 5에 도시된 보조광원의 동작을 나타내는 정면도.
도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 반사형 액정 표시장치를 나타내는 사시도.
도 13은 도 12에 도시된 보조광원의 동작을 나타내는 측면도.
도 14는 도 12에 도시된 보조광원의 동작을 나타내는 정면도.
도 15는 본 발명의 제3 실시예에 따른 반사형 액정 표시장치를 나타내는 측면도.
＜ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ＞
2 : 액정표시패널 4 : 반사형 액정표시패널의 반사경
8,64 : 스토퍼 14,62,71,83,104 : 지지대
16,26a,26b,40,60,80,100 : 보조광원 24,34,54,74,94 : 표시모듈
28,38,58,78,98 : 본체 42,67,77,78 : 램프
44,66 : 보조광원의 반사경 59,79 : 가이드홈
61,81,106 : 회전륜 63,82 : 연결봉
65 : 램프홀더 68 : 시준렌즈
70,84 : 램프모듈 10,12,22,32,52,72,92 : 반사형 액정표시패널
상기 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 반사형 액정 표시장치용 보조 광원장치는 본체와, 본체에 선회 가능하게 설치되어 외부광에 의해 영상을 표시하는 반사형 표시모듈과, 본체의 일측에 개폐가능함과 아울러 조명상태에서 회전가능하게 설치되는 지지부재와, 지지부재에 설치되어 상기 반사형 표시모듈의 표시면에 광을 조사하는 보조광원을 구비한다.
상기 목적들 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부한 도면들을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 도 5 내지 도 15를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 반사형 액정 표시장치는 본체(58)에 선회 가능하게 설치되며 반사형 액정표시패널(52)이 장착된 표시모듈(54)과, 반사형 액정표시패널(52)에 대향하게 본체(58) 상에 설치되는 보조광원(60)을 구비한다. 보조광원(60)은 반사형 액정표시패널(52)에 대향하게 설치되어 반사형 액정표시패널(52)에 광을 조사하게 된다. 이 보조광원(60)은 최적의 균일도와 휘도로 반사형 액정표시패널(52)에 광이 조사될 수 있도록 본체(58)의 측면 상에 직선운동 및 선회운동이 가능하게 설치된다. 보조광원(60)은 본체(58)의 측면 상에 형성된 가이드홈(59)에 직선운동 및 선회운동 가능하게 체결된다.
보조광원(60)은 도 6 및 도 7에서 나타낸 바와 같이, 가이드홈(59) 상에 직선운동 및 선회운동 가능하게 설치되는 회전륜(61)과, 회전륜(61)에 회전 가능하게 설치되는 지지대(62)와, 지지대(62)에 직선운동 및 선회운동이 가능하게 설치되는 램프모듈(70)을 구비한다. 회전륜(61)에는 본체(58)의 가이드홈(59) 내에 끼워지는 돌기(61a)가 전면 또는 배면의 중앙부에 형성된다. 또한, 회전륜(61)의 원주면에는 연결봉(63)이 형성된다. 지지대(62)는 회전륜(61)의 연결봉(63)에 회전 가능하게 끼워진다. 이 지지대(62)에는 길이방향으로 길게 가이드홈(62a)이 형성되며, 끝단에는 스토퍼(64)가 형성된다. 스토퍼(64)는 홀더(65)의 이탈을 방지하는 역할을 하게 된다. 지지대(62)는 램프모듈(70)을 지지함과 아울러 램프모듈(70)의 직선운동을 안내하는 역할을 하게 된다. 한편, 지지대(62)는 그 형태가 고정될 수 있지만 도 8과 같이 복수개의 가동편(71a)들이 각각 구동되어 가변될 수 있는 형태의 지지대(71)로 대신될 수도 있다. 이 지지대(71) 역시 그상단부에 램프모듈(71)의 이탈을 방지하기 위한 스토퍼(8)가 설치된다.
램프모듈(70)은 램프홀더(65)와, 램프홀더(65) 내에 수납되는 반사경(66)과, 반사경(66) 내에 설치되는 램프(67)와, 반사경(66)의 개구면에 차폐되는 시준렌즈(Collimator lens)(68)를 구비한다. 램프홀더(65)는 지지대(62)의 가이드홈(62a)에 직선운동 및 선회운동이 가능하게 끼워지게 된다. 램프홀더(65) 내에는 반사경(66) 및 램프(67)가 수납된다. 이 램프홀더(65)는 외부의 오염원 또는 충격원으로부터 반사경(66) 및 램프(67)를 보호함과 아울러, 반사경(66), 램프(67) 및 시준렌즈(68)를 지지대(62) 상에서 안정되게 지지하는 역할을 하게 된다. 반사경(66)은 램프(67)를 향하여 오목하게 형성되며 램프(67)가 체결되는 소켓(66a)이 설치된다. 이 반사경(66)은 램프(67)로부터 발생되는 광을 반사형 액정표시패널(52) 쪽으로 반사시키는 역할을 하게 된다. 램프(67)는 반사경(66)과 시준렌즈(68) 사이에서 광을 발생하는 역할을 하게 된다. 이 램프(67)는 점광원이지만 도 9와 같이 CCFL과 같은 선광원(77), 화이트 LED(78a)가 직렬로 배치된 LED 어레이(78)로 대신될 수 있다. 시준렌즈(68)는 램프(67)와 반사경(66)으로부터 입사되는 광을 반사형 액정표시패널(52)의 유효 표시면에 집광시켜 입광효율을 높이는 역할을 하게 된다. 이 시준렌즈(68)는 보조광원(60)이 반사형 액정표시패널(52)의 중앙부보다 측방향으로 편향되어 위치하고 있으므로 이러한 편향차를 보상하여 반사형 액정표시패널(52)의 유효 표시면에 균일하게 광이 출사될 수 있도록 광의 출사각을 보정하게 된다.
이와 같은 구성에 의해 보조광원(60)은 도 10 및 도 11에서 나타낸 바와 같이, 회전륜(61)에 의해 본체(58)의 가이드홈(59) 선 상에서 a 방향을 따라 직선운동하게 되고 회전륜(61)의 돌기(61a)를 회전중심으로하여 b 방향을 따라 선회운동할 수 있게 된다. 또한, 램프모듈(70)은 연결봉(63) 상에서 지지대(62)의 선회에 의해 c 방향을 따라 선회운동, 지지대(62)의 가이드홈(62a)을 따라 d 방향으로 직선운동, 램프홀더(65)에 의해 e 방향을 따라 선회운동할 수 있게 된다. 이에 따라, 보조광원(60)은 반사형 액정표시패널(62)에 균일도와 휘도레벨이 최대로 되는 위치로 자유롭게 이동될 수 있다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 반사형 액정 표시장치는 본체(78)에 선회 가능하게 설치되며 반사형 액정표시패널(72)이 장착된 표시모듈(74)과, 반사형 액정표시패널(72)에 대향하게 본체(78)의 상면 상에 직선운동 및 선회운동 가능하게 설치되는 보조광원(80)을 구비한다. 보조광원(80)은 도 7과 같이 회전륜(81), 지지대(83) 및 램프모듈(84)로 구성된다. 회전륜(81)은 본체(78)의 상면에 형성되는 가이드홈(79) 내에 직선운동 및 선회운동이 가능하게 끼워지게 된다. 지지대(83)는 회전륜(81)의 연결봉(82)에 회전 가능하게 끼워지게 되며, 램프모듈(84)은 지지대(83)에 형성되는 가이드홈을 따라 직선운동 및 선회운동 가능하게 설치된다. 이에 따라, 보조광원(80)의 램프모듈(84)은 본 발명의 제1 실시예의 그것과 마찬가지로 도 13 및 도 14에 나타낸 바와 같이 a, d 방향으로 따라 직선운동할 수 있게 되며, b, c, e 방향을 따라 선회운동할 수 있게 된다.
이와 같이, 본 발명에 따른 반사형 액정 표시장치의 보조광원은 반사형 액정표시패널에 대향되는 지점에서 이동 자유도 높게 설치되어 최대의 균일도와 휘도레벨로 광이 반사형 액정표시패널 쪽으로 조사될 수 있는 위치로 자유롭게 이동시킬 수 있게 된다. 한편, 보조광원은 최대의 균일도와 휘도레벨로 광이 반사형 액정표시패널 쪽으로 조사될 수 있는 위치에서 최소한의 이동만이 가능한 단순한 구조로 설치될 수도 있다.
도 15를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 반사형 액정 표시장치는 본체(98)에 선회 가능하게 설치되며 반사형 액정표시패널(92)이 장착된 표시모듈(94)과, 반사형 액정표시패널(92)에 대향하게 본체(98)의 측면 상에 회전 가능하게 설치되는 보조광원(100)을 구비한다. 보조광원(100)은 회전륜(106), 지지대(104) 및 램프모듈(102)로 구성된다. 회전륜(106)은 반사형 액정표시패널(92)과 대향되게 본체(98)의 측면의 특정 힌지점에 회전 가능하게 끼워지게 된다. 회전륜(106)의 설치위치는 램프모듈(102)로부터의 광이 최대의 균일도와 휘도레벨로 반사형 액정표시패널(92) 쪽으로 조사되는 위치이다. 지지대(104)는 회전륜(106)에 일체화되어 램프홀더(102)를 지지하는 역할을 하게 된다. 램프홀더(102)는 광출사면이 반사형 액정표시패널(92)에 대향되도록 지지대(104)의 끝단부에 고정된다. 이 램프홀더(102)의 구성은 도 7에 도시된 그것들과 실질적으로 동일하여 상세한 설명은 생략한다. 이러한 구성에 의해 보조광원(100)은 b 방향을 따라 선회운동하여 본체(98)에 개폐된다.
이와 같은 본 발명의 실시예들에 있어서, 보조광원의 전원 스위치는 본체의 전원 스위치와 별도로 설치된다. 이 경우, 보조광원의 전원 스위치는 회전륜을 개방시키는 방향으로 회전될 때 회전륜에 연동되어 턴-온(Turn-on)되는 반면, 회전륜이 역방향으로 회전될 때 회전륜에 연동되어 턴-오프(Turn-off) 되도록 설치된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 반사형 액정 표시장치의 보조 광원장치는 반사형 액정표시패널에 대향되는 방향에서 본체 상에 설치되므로 반사형 액정표시패널에 균일하게 광을 조사할 수 있게 된다. 나아가, 보조 광원장치는 자유롭게 이동될 수 있도록 본체 상에 설치된다. 이에 따라, 입광효율이 향상되며 주변광량에 따라 보조광원장치를 이동시킴으로써 사용자로 하여금 최적의 시인성으로 표시되는 화상 및 영상을 감상할 수 있게 한다. 나아가, 본 발명에 의하면 입광효율이 향상되므로 소비전력이 최소화될 수 있게 된다. 본 발명에 따른 반사형 액정 표시장치의 보조 광원장치는 그 크기가 소형화되며 본체에 개폐되는 구조로 설치됨으로써 액정 표시장치가 경량화·소형화될 수 있게 한다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (16)

  1. 본체와,
    상기 본체에 선회 가능하게 설치되어 외부광에 의해 영상을 표시하는 반사형 표시모듈과,
    상기 본체의 일측에 개폐가능함과 아울러 조명상태에서 회전가능하게 설치되는 지지부재와,
    상기 지지부재에 설치되어 상기 반사형 표시모듈의 표시면에 광을 조사하는 보조광원을 구비하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시장치용 보조 광원장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지부재는 상기 본체의 측면에 직선운동 및 선회운동이 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시장치용 보조 광원장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 본체에는 상기 지지부재의 직선운동을 안내하기 위한 가이드홈이 형성되며,
    상기 지지부재는 상기 가이드홈 내에 직선운동 및 선회운동이 가능하게 끼워지는 회전륜과,
    상기 회전륜 상에서 회전 가능하게 설치되는 지지대를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시장치용 보조 광원장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 지지대에는 상기 보조광원의 직선운동을 안내하기 위한 가이드홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시장치용 보조 광원장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 지지대는 고정된 형태인 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시장치용 보조 광원장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 지지대는 가변되는 형태인 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시장치용 보조 광원장치.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 가이드홈은 상기 본체의 측면 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시장치.
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 가이드홈은 상기 본체의 상면 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지부재는 상기 본체의 측면 상의 힌지점을 중심으로 선회 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치용 보조 광원장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 지지부재는 상기 본체 상의 임의의 힌지점을 중심으로 선회운동 가능하게 설치되는 회전륜과,
    상기 회전륜에 일체화되어 상기 본체로부터 일정 높이 이상에서 상기 보조광원을 지지하는 지지대를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시장치용 보조 광원장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 회전륜은 상기 본체의 측면에 위치한 힌지점에 선회운동 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 지지대는 고정된 형태인 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시장치용 보조 광원장치.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 지지대는 가변되는 형태인 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시장치용 보조 광원장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 보조광원은 광을 발생하는 광원과,
    상기 광원으로부터 발생되는 광을 상기 반사형 표시모듈 쪽으로 반사시키기 위한 반사경과,
    상기 광원 및 반사경으로부터의 광을 상기 반사형 표시모듈의 표시면에 집광시키는 시준렌즈와,
    상기 광원, 반사경 및 시준렌즈를 상기 지지부재 상에서 지지하는 홀더를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시장치용 보조 광원장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 홀더는 상기 지지부재에 직선운동 및 선회운동이 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시장치용 보조 광원장치.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 홀더는 상기 지지부재의 일측에 고정되는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시장치용 보조 광원장치.
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