KR100357955B1 - 터치패널을 이용한 반사형 액정표시장치의 라이팅시스템 - Google Patents

Abstract

목적 : 터치패널을 도광판으로 이용하여 표시특성 향상 및 액정패널의 박형화를 실현할 수 있는 터치패널을 이용한 반사형 액정표시장치의 라이팅시스템에 대해 개시한다.

구성 : 본 발명에 따른 터치패널을 이용한 반사형 액정표시장치의 라이팅시스템은, 편광판을 포함하여 사용자측의 일면 상에 형성시킨 상부기판과, 상부기판과 대향하며 반사판을 포함하여 형성시킨 하부기판과, 상부기판과 하부기판 사이에 개재된 액정을 포함하여 이루어진 액정패널과; 편광판 상부에 형성시키며 사용자 요구사항을 입력시킴과 동시에 광을 도파시키는 터치패널과, 터치패널에 광을 조사하는 광원을 포함하여 이루어진 라이팅시스템;으로 구성된 것을 특징으로 한다.

효과 : 미세요철을 형성시킨 도광판 기능을 터치패널이 대용하므로 입사되는 자연광의 반사를 줄일 수 있어 표시특성을 향상시킬 수 있다. 또한, 터치패널이 도광판 기능을 겸용하므로 기존의 도광판을 제거할 수 있으므로 액정패널의 두께를 박형화할 수 있다. 그리고 광원으로서 화이트 LED를 사용하여 소비전력을 ⅓가량 줄일 수 있다.

Description

터치패널을 이용한 반사형 액정표시장치의 라이팅시스템{Lighting system of a reflective liquid crystal display using touch panel}

본 발명은 터치패널을 이용한 반사형 액정표시장치의 라이팅시스템에 관한 것으로, 특히 터치패널을 도광판으로 이용하여 표시특성 향상 및 액정패널의 박형화를 실현할 수 있는 터치패널을 이용한 반사형 액정표시장치의 라이팅시스템에 관한 것이다.

광원이 미약하거나 존재하지 않는 상황에서 반사형 액정표시장치의 조망을 가능하게 하는 라이팅시스템에 대한 현재의 수요를 충족시키기 위해, 투과형 액정표시장치에 사용되는 백라이트(back light)를 액정 셀을 조망하는 편에 제공한 프론트라이트(front light) 시스템의 적용을 시도하고 있다.

이 백라이트 또는 프론트라이트에 있어서, 직하식은 광이용률이 높고 분광특성 등이 우수한 반면, 박형화, 휘도균일성 등의 단점을 가지고 있으며, 에지식은 박형화, 휘도균일성은 우수하지만, 광이용효율이 떨어진다는 단점을 가지고 있다.

이러한 단점을 보완하기 위해, 백라이트 또는 프론트라이트는 한쪽면에서 입사 광을 수용하여 이를 광 출사 수단을 통해 상부면 또는 하부면으로부터 방출시키는 도광판을 사용한다. 이 도광판은 확산 도트 또는 미세한 요철을 광 출사 수단으로 이용한다.

그러나, 이러한 도광판을 이용할 경우에는 액정셀의 온 상태에서의 조망시에 매우 낮은 콘트라스트를 제공하며, 실내 조명과 같은 외부의 자연광의 존재하에 오프 상태에서의 조망시에서는 불충분한 표시명도를 제공하고, 도광판을 통해 조망될 수 있는 표시 상 또한 광범위하게 교란되어 명도가 결여된다.

그러면, 여기서 종래 액정표시장치의 라이팅시스템에 대해 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 2는 종래 터치패널이 형성된 반사형 액정표시장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 2를 참조하면, 종래의 반사형 액정표시장치는 상호 대향되게 일정 간격을 갖는 상부기판(10)과 하부기판(20)을 포함하여 이루어져 있다. 이 상부기판(10) 및 하부기판(20)은 유리 또는 플라스틱 재질을 사용하여 제조되는게 일반적이다.

이 때, 상부기판(10)의 일면, 즉 사용자측으로 편광판(11)이 형성되어 있으며, 특히 수퍼 트위스트 네마틱 액정표시장치(STN-LCD)의 경우에는 상기 상부기판(10)의 일면 또는 타면 상에 위상차를 보정하기 위한 위상차보정 필름(12)을 형성시키고 있다. 이 때, 상기 위상차보정 필름(12)은 선택적으로 형성시키는 것이므로 제거할 수도 있다. 또한, 위상차보정 필름(12)과 상부기판(10) 사이에는 확산판(13)을 형성시키고 있다.

또한, 하부기판(20)에는 광을 반사시키는 반사판(21)을 형성시키고 있다.

그리고, 상기 상부기판(10)과 하부기판(20)의 내면에는 상부배향막(미도시) 및 하부배향막(미도시)이 형성되어 있으며, 이 상부배향막과 하부배향막 사이에는 액정(30)이 주입되어 있다. 상기 상부기판(10)과 하부기판(20)을 밀봉 및 어셈블리하는 차단막(미도시)을 외곽에 형성시켜 원하는 액정패널을 형성시키고 있다.

여기에 상기 액정패널의 상부에 라이팅시스템이 형성되는데, 이 라이팅시스템은 도광판(40)과, 상기 도광판(40)에 광을 조사하는 광원(41)으로 이루어져 있다.

이 때, 상기 도광판(40)에는 광을 액정패널로 집중시킬 수 있도록 미세요철이 형성되어 있다. 또한, 광원(41)으로는 냉음극형광램프(Cold Cathod Fluorescent Lamp ; CCFL)를 이용하고 있다.

그리고, 사용자의 요구사항을 입력할 수 있는 터치패널(50)이 상기 도광판(40) 상에 형성되어 있다.

상기와 같이 구성된 종래의 반사형 액정표시장치는 상기 미세요철이 형성된 도광판(40)이 액정패널의 전면에 형성됨으로써 입사되는 자연광이 반사되어 표시화질(콘트라스트)을 떨어뜨리는 문제점이 있었다. 또한, 1.2㎜ ∼ 1.5㎜ 두께의 도광판(40)이 한 층을 형성하므로 액정표시장치의 두께가 두꺼워지는 단점이 있었다. 그리고, 광원(41)으로 냉음극형광램프를 사용함으로써 소비전력이 상승하는 단점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 터치패널을 도광판으로 이용하여 표시특성 향상 및 액정패널의 박형화를 실현할 수 있는 터치패널을 이용한 반사형 액정표시장치의 라이팅시스템을 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 터치패널을 이용한 반사형 액정표시장치의 라이팅시스템은, 편광판을 포함하여 사용자측의 일면 상에 형성시킨 상부기판과, 상기 상부기판과 대향하며 반사판을 포함하여 형성시킨 하부기판과,상기 상부기판과 하부기판 사이에 개재된 액정을 포함하여 이루어진 액정패널과; 상기 편광판 상부에 형성시키며 사용자 요구사항을 입력시킴과 동시에 광을 도파시키는 터치패널과, 상기 터치패널에 광을 조사하는 광원을 포함하여 이루어진 라이팅시스템;으로 구성된 것을 특징으로 한다.

이 때, 상기 터치패널의 사용자측 일면 상에 서로 다른 굴절율을 갖는 박막을 다층 코팅하여 형성된 저반사필름 및 무반사필름을 더 형성시킨 것이 바람직하다.

또한, 상기 터치패널에서 액정패널로 광의 입사를 유도하기 위해 상기 터치패널 아래에 상기 터치패널과 다른 굴절율을 갖는 투명필름을 더 부착하는 것도 바람직하다.

한편, 상기 광원은 터치패널의 주변부에 형성되며, 화이트 LED를 사용하는 것이 좋다.

그리고, 상기 터치패널은, 상기 액정패널로의 광의 입사를 유도하기 위해 그 일면에 미세요철을 형성시킨 것도 사용할 수 있다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 실시예로서, 터치패널을 이용하여 라이팅시스템을 구성한 반사형 액정표시장치를 개략적으로 나타낸 도면,

도 2는 종래 터치패널이 형성된 반사형 액정표시장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

10 : 상부기판 11 : 편광판

12 : 위상차보정 필름 13 : 확산판

20 : 하부기판 21 : 반사판

30 : 액정 400 : 터치패널

410 : 광원 420 : 저반사필름 및 무반사필름

430 : 투명필름

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명한다.

본 발명의 도면에 있어서, 같은 기능을 수행하는 구성요소에 대해서는 같은 참조번호로 표기한다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 실시예로서, 터치패널을 이용하여 라이팅시스템을 구성한 반사형 액정표시장치를 개략적으로 나타낸 도면이다. 구체적으로 도 1a는 반사형 액정표시장치의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 1b는 액정패널의 사시도이다. 도 1a 및 도 1b를 참조하면, 본 발명에 따른 반사형 액정표시장치는 상호 대향되게 일정 간격을 갖는 상부기판(10)과 하부기판(20)을 포함하여 이루어져 있다. 이 상부기판(10) 및 하부기판(20)은 유리 또는 플라스틱 재질을 사용하여 제조되어 있다.

이 때, 상부기판(10)의 일면, 즉 사용자측으로 편광판(11)이 형성되어 있으며, 특히 수퍼 트위스트 네마틱 액정표시장치(STN-LCD)의 경우에는 상기 상부기판(10)의 일면 또는 타면 상에 위상차를 보정하기 위한 위상차보정 필름(12)을 형성시키고 있다. 이 때, 상기 위상차보정 필름(12)은 선택적으로 형성시키는 것이므로 제거할 수도 있다. 또한, 위상차보정 필름(12)과 상부기판(10) 사이에는 확산판(13)을 형성시키고 있다.

또한, 하부기판(20)에는 광을 반사시키는 반사판(21)을 형성시키고 있다.

그리고, 상기 상부기판(10)과 하부기판(20)의 내면에는 상부배향막(미도시) 및 하부배향막(미도시)이 형성되어 있으며, 이 상부배향막과 하부배향막 사이에는 액정(30)이 주입되어 있다. 상기 상부기판(10)과 하부기판(20)을 밀봉 및 어셈블리하는 차단막을 외곽에 형성시켜 원하는 액정패널을 형성시키고 있다.

여기에 본 발명의 특징부로서, 라이팅시스템이 상기 액정패널의 상부에 형성되어 있는데, 이 라이팅시스템은 광을 도파시킴과 동시에 사용자의 요구사항을 입력할 수 있는 통상적인 터치패널(400)과, 상기 터치패널(400)의 기판(401)에 광을 조사하는 광원(410)으로 이루어져 있다. 즉, 상기 터치패널(400)의 기판(401)은 도광판의 기능을 겸용하고 있는 것이다. 그러므로 본 발명의 액정표시장치에서는 도광판이 제거된 구조를 하고 있다. 여기에서 상기 통상적은 터치패널(400)은 투명하며 그 상면에 전극층이 형성된 기판(401)과 전극층이 기판(401)과 이 기판의 상면에 플랙시블하며 상기 전극층과 대응되는 면에 전극층이 형성된 플랙시블기판(402)을 포함하다.

이 때, 상기 터치패널(400)에는, 상기 반사판(21)에 의해 반사된 광이 액정패널로 재반사되는 것을 방지하기 위해 상기 터치패널(400)의 사용자측 일면에 서로 다른 굴절율을 갖는 박막을 다층 코팅하여 형성된 저반사필름 및 무반사필름(420)을 더 형성시키고 있으며, 상기 터치패널(400)에서 액정패널로 광의 입사를 유도하여 광이용률을 높이기 위해 상기 터치패널(400)의 타면에 상기 터치패널(400)과 다른 굴절율을 갖는 투명필름(430)을 더 부착하고 있다. 이 때, 투명필름(430)은 상기 터치패널(400)의 굴절율보다 큰 것을 사용하는 것이 바람직하다.한편, 상기 터치패널(400)의 기판(401)에는 상기 액정패널로의 광의 입사를 유도하기 위해 그 일면 또는 타면에 미세요철을 형성시킨 것을 사용할 수도 있다.

그리고, 상기 광원(410)으로는 화이트 LED를 사용하며, 사용자가 정면에서 보았을 때 상기 화이트 LED가 보이지 않도록 하기 위해 도 1b에 도시된 바와 같이 터치패널(400)의 기판(401)의 주변부(에지식)에 화이트 LED를 형성시키고 있다. 또한, 터치패널(400)로 광을 집광시킬 수 있는 반사판이 광원(410) 주위에 형성되어 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 터치패널을 이용한 반사형 액정표시장치의 라이팅시스템 동작효과를 간단히 설명한다.

먼저, 화이트 LED로부터 광이 출사되면 도광판 기능을 수행하는 터치패널(400)의 기판(401)을 따라 도파된다. 이 때, 기판(401)으로부터 도파된 광은 사용자측에 형성된 반사필름(420)에 의해 광이 액정패널쪽으로 반사되어 진행하며, 투명필름(430)에 의해 굴절된 광이 액정패널을 향하게 된다. 이후, 액정패널로 입사된 광은 반사판(21)에 의해 반사되고, 선택적으로 스위칭된 화소를 사용자측에 디스플레이한다.

이와 같이, 반사필름(420) 및 투명필름(430)에 의해 광집중도를 향상시키고 있으며, 자연광의 반사를 최소화함으로써 광이용률을 향상시키고 있음을 알 수 있다.

본 실시예에서는 프론트라이트의 경우에 대해서만 설명하였으나 액정패널의 구성을 백라이트에 적합하게 구성할 경우에 백라이트에도 적용할 수 있음은 주지의 사실이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 터치패널을 이용한 반사형 액정표시장치의 라이팅시스템은, 미세요철을 형성시킨 도광판 기능을 터치패널이 대용하므로 입사되는 자연광의 반사를 줄일 수 있어 표시특성을 향상시킬 수 있다. 또한, 터치패널이 도광판 기능을 겸용하므로 기존의 도광판(1.2㎜ ∼ 1.5㎜)을 제거할 수 있으므로 액정패널의 두께를 박형화할 수 있다. 그리고 광원으로서 화이트 LED를 사용하여 소비전력을 ⅓가량 줄일 수 있다.

본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 많은 변형이 가능함은 명백하다.

Claims (5)

1. 편광판을 포함하여 사용자측의 일면 상에 형성시킨 상부기판과, 상기 상부기판과 대향하며 반사판을 포함하여 형성시킨 하부기판과, 상기 상부기판과 하부기판 사이에 개재된 액정을 포함하여 이루어진 액정패널과;

   상기 편광판 상부에 형성시키며 사용자 요구사항을 입력시킴과 동시에 광을 도파시키는 터치패널의 기판과, 상기 터치패널의 기판에 광을 조사하는 광원을 포함하여 이루어진 라이팅시스템;을 구비하여 된 것을 특징으로 하는 터치패널을 이용한 반사형 액정표시장치의 라이팅시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 터치패널의 사용자측 일면 상에 서로 다른 굴절율을 갖는 박막을 다층 코팅하여 형성된 저반사필름 및 무반사필름을 더 형성시킨 것을 특징으로 하는 터치패널을 이용한 반사형 액정표시장치의 라이팅시스템.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 터치패널에서 액정패널로 광의 입사를 유도하기 위해 상기 터치패널 아래에 상기 터치패널과 다른 굴절율을 갖는 투명필름을 더 부착하는 것을 특징으로 하는 터치패널을 이용한 반사형 액정표시장치의 라이팅시스템.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 광원은 터치패널이 기판의 주변부에 형성되며, 화이트 LED를 사용하는 것을 특징으로 하는 터치패널을 이용한 반사형 액정표시장치의 라이팅시스템.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 터치패널은, 상기 액정패널로의 광의 입사를 유도하기 위해 터치 패널의 기판 일면에 미세요철을 형성시킨 것을 특징으로 하는 터치패널을 이용한 반사형 액정표시장치의 라이팅시스템.