KR100393039B1 - 액정표시소자 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 액정표시소자에 관한 것으로서, 하부기판과 상기 하부기판 상부에 제1전극층, 액정층, 제2전극층, 상부기판이 순차적으로 마련되고, 상기 하부기판과 상부기판 사이의 소정 위치에 광원으로부터 입사된 광을 선택된 색으로 필터링하여 투과시키는 필터판이 소정의 크기로 어레이되어 형성되고, 인접된 상기 필터판 사이의 소정영역에 상기 필터판을 통과하여 형성되는 화상의 맞은편 피사체로부터 상기 투과방향 반대로 입사되는 광을 수광하여 전기적신호로 변환출력하는 다수의 광전변환소자가 마련된 컬러필터/광검출 복합층;을 포함한다. 따라서, 높은 콘트라스크 비가 얻어지는 화상구현 및 화상표시면과 대향되는 피사체의 영상정보를 입수하여 처리할 수 있어 쌍방 화상통신을 가능하게 한다.
Description
본 발명은 액정표시소자에 관한 것으로서, 상세하게는 컬러필터층을 투과하여 표시되는 영상 맞은편 피사체의 화상을 촬상할 수 있도록 구조된 액정표시소자에 관한 것이다.
액정표시소자(LCD)는 전자식 탁상계산기, 시계는 물론 계측표시에서 OA 기기, TV화면표시 등의 표시소자로 실용화 되어 계속 보급되고 있다. 액정표시소자는 그 자체가 비발광성으로서 외부로부터 빛을 받아 화상을 형성하는 광전변환형 표시소자이므로 어두운곳에서의 사용이 가능하게 할 목적으로 표시면을 균일하게 면조사하는 백라이트 장치가 도입된다.
반사형 액정에서는 LCD 화면의 선명함이 주변광에 크게 좌우되지만, 백라이트가 부착된 투과형 액정표시장치에서는 배면조사에 의해 주변광이 저레벨인 경우에도 시인성이 저하되지 않는다.
표시화상의 컬러구현을 위해 액정표시소자에 사용되는 컬러필터는 10-14인치가 실용화 되어 있고, 대형화를 향해 급속히 진행되고 있다. 특히 최근에 대형화를 향해 내열성, 내광성, 평면성, 내약품성이 강하게 요구된다.
도 1은 종래의 액정표시소자의 수직단면도이다.
이를 참조하면, 액정표시소자는 대향되는 상부기판(1)과 하부기판(2)사이에실란트와 같은 시일재(3)에 의해 형성된 공간에 액정이 봉입된 액정층(4)과, 상기 액정층(4)의 액정을 구동하기 위해 대향되는 제1 및 제2전극층(5)(6)이 마련되고, 상기 액정층(4)과 접하는 상 하면에 액정의 배향을 일정방향으로 유도하는 배향막(7)(8)이 각각 형성되며, 상기 제1전극층(5) 상부에 입사된 광의 파장을 선택하여 투과하는 컬러필터층(9)이 마련되고, 상부 및 하부기판(1)(2)의 상 하부에 제1 및 제2편광판(10)(11)이 위치된 구조를 갖는다.
도 2는 도 1의 액정표시소자의 컬러필터층의 일부영역을 나타내보인 평면도이다.
이를 참조하면, 컬러필터층(9)은 적(R), 녹(G), 청(B)의 3원색을 화소단위의 크기로 모자이크 상으로 배치한 필터판(12)과 필터판(12) 사이에 입사광을 차단하는 차광부((black metrix)(13)로 형성되어 있다. 하나의 필터판(12)은 각 화소전극에 1색이 대응되게 배치된다.
여기서 차광부(13)는 높은 콘트라스트 비를 얻기 위해서 화상표시에 악 영향을 미치는 빛을 차단하기 위한 것이다. 차광부(13)는 화소 전극부 이외의 영역의 빛을 차단하는 동작 뿐만 아니라 광의 누설전류(leak current)를 억제하는 효과도 있다.
본 발명은 상기와 같이 높은 트라스트 비를 얻기위해 필요한 광차단영역을 이용하여 화상이 표시되는 맞은편 피사체의 영상을 검출할 수 있도록 하여 쌍방의 화상통신을 가능하게 하는 액정표시소자를 제공하는데 그목적이 있다.
도 1은 종래의 액정표시소자의 수직단면도이고,
도 2는 도 1의 액정표시소자의 컬러필터층의 일부영역을 나타내보인 평면도이고,
도 3은 본 발명에 따른 액정표시소자의 수직단면도이고,
도 4는 도 3의 액정표시소자의 컬러필터/광검출 복합층의 일부영역을 나타내보인 평면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1, 21: 상부기판2, 22: 하부기판
3, 23: 실링재4, 24: 액정층
5, 25: 제1전극층6, 26: 제2전극층
7, 8, 27, 28: 배향막
9: 컬러필터층10, 30: 제1편광판
11, 31: 제2편광판12, 32: 필터판
13: 차광부29: 컬러필터/광검출 복합층
33: 광검출소자
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 액정표시소자는 하부기판과 상기 하부기판 상부에 제1전극층, 액정층, 제2전극층, 상부기판이 순차적으로 마련된 액정표시소자에 있어서, 상기 하부기판과 상부기판 사이의 소정 위치에 입사된 광을 선택된 색으로 필터링하여 투과시키는 필터판이 소정의 크기로 다수 어레이되어 형성되고, 상기 필터판이 점유하는 영역이외의 소정영역에 상기 필터판을 통과하여 형성되는 화상의 맞은편 피사체로부터 상기 투과방향 반대로 입사되는 광을 수광하여 전기적신호로 변환출력하는 다수의 광전변환소자가 마련된 것을 그 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시소자를 보다 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시소자의 수직단면도이다.
이를 참조하면, 액정표시소자는 종래와 같이 대향되는 상부기판(21)과 하부기판(22)사이에 실란트와 같은 시일재(23)에 의해 형성된 공간에 액정이 봉입된 액정층(24)과, 상기 액정층(24)의 액정을 구동하기 위해 대향되는 제1 및 제2전극층(25)(26)이 마련되고, 상기 액정층(24)과 접하는 상 하면에 액정의 배향을 일정방향으로 유도하는 배향막(27)(28)이 각각 형성되며, 상기 제1전극층(25) 상부에 본 발명의 특징부인 컬러필터/광검출 복합층(29)이 마련된 구조를 갖는다. 상부 및 하부기판(21)(22)의 상 하부에는 제1 및 제2편광판(30)(31)이 위치된다.
도 4는 도 3의 액정표시소자의 컬러필터/광검출 복합층의 일부영역을 나타내보인 평면도이다.
이를 참조하면, 컬러필터/광검출 복합층(29)은 입사된 광에서 특정색을 나타내는 파장을 선택하여 투과하는 필터판(32)이 화소전극에 하나씩 대응되도록 배치되고, 필터판(32) 사이의 이격공간내에 광전변환소자(33)가 메트릭스상으로 설치되어 있다. 여기서 필터판(32)의 점유면적은 상호 직교하여 대향되는 라인전극이 각각 구비된 제1 및 제2전극층(25)(26)에서 상하의 라인전극에 의해 상호 교차되는 영역인 화소전극단위의 영역에 해당한다. 그리고, 화소전극단위에 의해 상하로 인가되는 전계에 의해 소망하는 액정분자의 배열특성을 얻게 된다. 그러나, 인접된 화소전극 단위사이의 공간에서는 왜곡된 전계의 영향에 의한 광투과 특성이 변하게 되기 때문에 이를 차단함으로써 높은 콘트라스트 비를 얻게 되고, 이 차단영역에 광전변환소자(33)가 심어진다.
도시된 실시예에서는 컬러필터/광검출 복합층(29)이 일체로 형성된 구조로 표시되었으나, 이는 하나의 예에 불과하고, 본 발명의 사상은 높은 콘트라스트 비를 얻기 위해 전체 화면영역에서 화소전극에 대응되는 필터판(33) 점유영역 이외의 광차단영역(34)을 이용하여 광전변환소자(33)를 메트릭스상으로 배치하는 것이고, 따라서 컬러필터층과 광전변환층을 별도로 분리하여 상기 액정표시소자를 구성하는 각 층 사이의 소정위치에 개재시키고, 이때 광투과 방향에 대해 각 필터판과 광전변환소자가 상호 겹치지않는 위치에 각각 배치시키면 된다.
또한, 전체 화면영역에서 필터판(33)의 전체 점유영역과 광전변환소자(33)의 전체 점유영역으로 채워지는 부분 이외의 나머지 공간은 광을 차단하도록 처리되는 것이 바람직하다.
이와 같이 구성된 컬러필터/광검출 복합층(29)에서 각 필터판(33)은 적(R), 녹(G), 청(B)의 3원색을 화소단위의 크기로 모자이크 상으로 배치되어, 높은 콘트라스트 비를 얻을 수 있다.
광전변환소자(33)는 백라이트(미도시)로부터 출사된 광을 선택적으로 투과시켜 화상을 형성하는 광투과방향 맞은편의 피사체로부터 상기 광투과방향에 대해 반대로 입사되는 광을 검출하도록 그 수광면이 배치된다. 또한, 광전변환소자(33)에서 시각자 또는 주위 배경 등의 피사체로부터 출사되어 검출된 광량을 전기적 신호로 변환하여 접속된 라인에 출력된 신호는 입력된 화상신호를 처리하는 신호처리부(미도시)에 입력된다.
따라서 제1 및 제2전극층(25)(26)의 구동에 의해 액정층(24)의 액정분자가 소정방향으로 트위스트 또는 일렬로 늘어서고, 이때 제2편광판(31) 아래에 마련된 백라이트로부터 출사된 광이 제2편광판(31), 액정층(24) 및 제1편광판(30)으로의 경로를 선택적으로 투과 및 차단되어 형성된 화상이 제1편광판(30)과 마주대하는 시각자에게 전달된다. 한편, 시각자 또는 제1편광판(30)의 상면과 대향하고 있는 피사체로부터 상기 상부기판(21)을 향해 입사되는 광은 광전변환소자(33)에 의해 검출되어 전기적 신호로 출력된다.
메트릭스상으로 배치된 각 광전변환소자(33)를 통해 출력되는 전기적 신호는 별도로 마련된 신호처리부에 입력되어 화상데이터로 저장되거나 연결된 전송라인을 통해 화상통신을 하고 있는 상대편에게 전송된다.
이와 같이 본 발명에 따른 액정표시소자는 화소전극에 해당하는 영역만 필터판(32)에 의해 광을 투과시킴으로써 높은 콘트라스트 비가 얻어지는 화상을 제공함은 물론, 상기 제공된 화상을 보고있는 시각자의 영상을 광차단영역에 마련된 광전변환소자(33)에 의해 쌍방 화상통신을 가능하게 한다.
따라서, 종래에 쌍방화상통신을 위해 별도로 구비했던 CCD 카메라의 설치가 필요없고, 종래와 같은 화상표시 면적내에서 화상의 표시 및 화상검출이 동시에 이루어짐으로써, 공간이용 효율이 증대된다.
지금까지 설명된 바와 같이 본 발명에 따른 액정표시소자가 제공됨으로써, 높은 콘트라스크 비가 얻어지는 화상구현 및 화상표시면과 대향되는 피사체의 영상정보를 입수하여 처리할 수 있어 쌍방 화상통신을 가능하게 한다.
Claims (1)
- 하부기판과 상기 하부기판 상부에 제1전극층, 액정층, 제2전극층, 상부기판이 순차적으로 마련된 액정표시소자에 있어서,상기 하부기판과 상부기판 사이의 소정 위치에 입사된 광을 선택된 색으로 필터링하여 투과시키는 다수의 필터판이 소정의 크기로 어레이되어 형성되고, 상기 필터판들이 점유하는 공간 이외의 소정영역에 상기 필터판을 통과하여 형성되는 화상의 맞은편 피사체로부터 상기 투과방향 반대로 입사되는 광을 수광하여 전기적신호로 변환출력하는 다수의 광전변환소자가 마련된 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
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