KR100765434B1 - 반투과형 디스플레이 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 디스플레이 장치는 도광판; 상기 도광판의 일측에 위치한 광원; 상기 도광판의 하부에 위치한 반사판; 상기 도광판의 상부에 위치한 제1 전계제어LC층; 상기 제1 전계제어LC층 상부에 위치한 제1편광판; 상기 제1편광판의 상부에 위치하면서 제1 편광판과 직교하는 편광방향을 가진 제2 편광판; 상기 제1 편광판과 제2 편광판 사이에 위치하는 액정층; 상기 제1 전계제어LC층에 전압을 가하는 제1 전압공급수단; 상기 액정층에 전압을 가하는 제2 전압공급수단; 을 포함하여 이루어질 수 있다.

Description

반투과형 디스플레이 장치{TRANSFLECTIVE DISPLAY DEVICE}

도 1은 종래의 반투과형 모듈의 하부기판에 대한 평면모식도.

도 2는 종래의 투과형 모듈에 대한 단면도.

도 3은 확산판 대신 PDLC층을 사용한 본 발명의 제1 실시예를 나타낸 단면도.

도 4는 투과형 모드에서 White로 작동하는 제1 실시예를 설명하는 도면.

도 4는 투과형 모드에서 Black로 작동하는 제1 실시예를 설명하는 도면.

도 6은 반사형 모드에서 White로 작동하는 제1 실시예를 설명하는 도면.

도 7은 반사형 모드에서 Black로 작동하는 제1 실시예를 설명하는 도면.

도 8 내지 도 9는 액정층 대신 제2 PDLC층을 사용한 본 발명의 제2 실시예에 대한 반사형 모드를 설명하는 도면.

도 10 내지 도 11은 본 발명의 제2 실시예에 대한 투과형 모드를 설명하는 도면.

도 12 내지 도 13은 직하형 구조를 가진 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한 도면.

본 발명은 반투과형 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 전계제어LC층을 이용하여 투과(light transmissive) 및 반사성(light reflective)을 필요에 따라 기능적으로 조절할 수 있는 반투과형 디스플레이 장치에 관한 것이다.

최근 정보화 기술의 발달에 따라, 정보 장치에서 통상의 이미지 소자로 사용되던 종래의 CRT 디스플레이는 모두 평면형 디스플레이로 대체되고 있다.

일반적으로 알려져 있는 디스플레이 장치는, 플라즈마를 이용한 PDP, 액정을 이용한 LCD 또는 유기EL을 이용한 유기 EL 디스플레이 등이 있는데, PDP는 구동전압이 매우 높기 때문에 휴대용 디바이스에는 적합하지 않은 반면, 저전력으로 작동하는 LCD와 유가 EL 디스플레이는 이동형 또는 휴대용 디스플레이에 적합한 장치이다.

액정 디스플레이는 픽셀의 광 투과성에 따라 대별되는데, 각각에서 픽셀이 광을 투과시키면 투과형, 반사시키면 반사형으로 불리며 부분적으로 투과 및 반사성을 갖는 장치가 반투과형으로 분류된다.

디스플레이 장치가 실내용으로만 사용되는 경우에는 투과형 LCD 나 유기EL 디스플레이 장치가 선명한 이미지를 생성하지만, 백라이트 등의 자발광보다 더 밝은 옥외에서 투과형 디스플레이 장치가 사용되는 경우에는 화상 콘트라스트가 열화되거나 주변광에 비해 자발광이 상대적으로 어둡게 느껴짐으로 인해서 디스플레이 이미지가 희미해지는 단점이 있다.

반면, 반사형 디스플레이의 경우에는 외부에서 입사되는 빛을 반사시켜 이미지를 디스플레이하므로 한층 선명한 이미지를 생성할 수 있지만, 어두운 장소에는 반대의 이유에 의해 이미지가 희미해지는 단점이 있으므로, 이러한 투과형 및 반사형의 잇점을 모두 살린 반투과형 액정 디스플레이가 최근 활발하게 연구되고 실용화되게 되었다.

일반적인 LCD와 마찬가지로 반투과형 디스플레이도 상부 기판 및 하부 기판으로 이루어지며 그 사이에 액정층이 샌드위치형으로 삽입된 상태에서 R,G,B 를 나타내는 컬러 필터가 상부기판상에 형성되어 있는 구조이다.

도 1은 반투과형 액정 디스플레이 하부 기판 일부에 대한 구조를 나타낸 평면도이다. 다수 개의 게이트 라인(10)과 데이터 라인(12)들이 서로 직교로 배치된 상태에서 각 픽셀을 스위칭하기 위해 게이트 라인과 데이터 라인의 교차점 근처에는 TFT가 연결된 구조이다. 각 픽셀 영역에는 반사판(14)이 구성되어 있으며 반사판의 중간에는 구멍이 형성되어 하부의 투명전극(16)이 노출되도록 구성되어 있다.

따라서 투명전극의 노출부위가 빛을 통과시키는 투광영역이 되고 그 주위의 나머지 부분이 반사영역이 됨으로써, 기판 하부의 LED가 ON 상태가 되면 도광판(도시되지 않음)을 거친 빛이 투광영역을 거쳐 전면으로 올라오게 되고, 동시에 외부에서 입사된 빛은 반사영역에서 반사되어 화면 밝기에 기여하는 것이다.

하지만, 이러한 종래의 반투과형 패널은 상대적으로 복잡한 구조이므로 제조기술이 까다롭고 수율이 낮아 일반적인 투과형 패널에 비해 두 배 이상의 제조비용이 든다는 단점을 안고 있다. 또한, 이러한 구조는 픽셀을 양분하여 사용하므로 상대적으로 픽셀의 크기가 커질 수 밖에 없으므로 해상도를 높이는데 한계를 갖고 있으며 시감 또한 좋지 않다.

본 발명은 전술한 반투과형 디스플레이 구조가 갖는 단점을 해결하고자 하는 것으로서, 구체적으로는 일반적인 투과형 디스플레이의 구조를 그대로 사용하면서 반투과형 성질을 가질 수 있는 디스플레이 모듈의 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 도광판 상부에 위치한 전계제어LC층에 가해지는 전압을 조절함으로써 투과형 및 반사형을 손쉽게 조절할 수 있는 디스플레이 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기 구조에 더하여 종래의 액정층 대신 전계제어LC층을 사용할 수 있는 반투과형 디스플레이 모듈의 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 디스플레이 장치는 도광판; 상기 도광판의 일측에 위치한 광원; 상기 도광판의 하부에 위치한 반사판; 상기 도광판의 상부에 위치한 제1 전계제어LC층; 상기 제1 전계제어LC층 상부에 위치한 제1편광판; 상기 제1편광판의 상부에 위치하면서 제1 편광판과 직교하는 편광방향을 가진 제2 편광판; 상기 제1 편광판과 제2 편광판 사이에 위치하는 액정층; 상기 제1 전계제어LC층에 전압을 가하는 제1 전압공급수단; 상기 액정층에 전압을 가하는 제2 전압공급수단; 을 포함하여 이루어질 수 있다.

또 다른 본 발명의 디스플레이 장치는 도광판; 상기 도광판의 일측에 위치한 광원; 상기 도광판의 하부에 위치한 반사판; 상기 도광판의 상부에 위치한 제1 전계제어LC층; 상기 제1 전계제어LC층 상부에 위치한 제1편광판; 상기 제1편광판의 상부에 위치하면서 제1 편광판과 직교하는 편광방향을 가진 제2 편광판; 상기 제1 편광판과 제2 편광판 사이에 위치하는 제2 전계제어LC층; 상기 제1 전계제어LC층에 전압을 가하는 제1 전압공급수단; 상기 제2 전계제어LC층에 전압을 가하는 제2 전압공급수단; 을 포함하여 이루어질 수 있다.

본 발명의 또 다른 형태는 직하형 구조의 디스플레이로서, 이는 적어도 2개 이상의 광원; 상기 광원의 하부에 위치한 반사판; 상기 광원의 상부에 위치한 제1 전계제어LC층; 상기 제1 전계제어LC층 상부에 위치한 제1편광판; 상기 제1편광판의 상부에 위치하면서 제1 편광판과 직교하는 편광방향을 가진 제2 편광판; 상기 제1 편광판과 제2 편광판 사이에 위치하는 액정층; 상기 제1 전계제어LC층에 전압을 가하는 제1 전압공급수단; 상기 액정층에 전압을 가하는 제2 전압공급수단; 을 포함하여 이루어질 수 있다.

또 다른 직하형 구조의 디스플레이는 적어도 2개 이상의 광원; 상기 광원의 하부에 위치한 반사판; 상기 광원의 상부에 위치한 제1 전계제어LC층; 상기 제1 전계제어LC층 상부에 위치한 제1편광판; 상기 제1편광판의 상부에 위치하면서 제1 편광판과 직교하는 편광방향을 가진 제2 편광판; 상기 제1 편광판과 제2 편광판 사이에 위치하는 제2 전계제어LC층; 상기 제1 전계제어LC층에 전압을 가하는 제1 전압공급수단; 상기 제2 전계제어LC층에 전압을 가하는 제2 전압공급수단;을 포함하여 이루어질 수 있다.

상기에서 제1 전계제어LC층과 상기 제1 편광판 사이에 상기 광원에서 비롯된 빛을 모아주기 위한 프리즘 수단을 적어도 1개 이상 추가로 포함할 수 있다.

또한 상기 전압공급수단은 투명전극층을 포함하는 구조가 될 수 있다..

또한, 상기 전계제어LC층은 2개의 투명전극층 사이에 LC가 봉입된 층이고 상기 제1 전압공급수단은 이 투명전극층이거나, 투명세라믹층 사이에 LC가 봉입된 층일 수 있다.

또한, 상기 제1 전압공급수단에 연결된 센서를 추가로 포함하고, 센서값이 변경된 경우 상기 제1 전압공급수단을 통해 상기 제1 전계제어LC층에 가해지는 전압이 없어지거나 또는 새로 생기도록 변경할 수 있다.

센서로서는 가령 광센서로서 광센서값에 따라 외부광의 존재유무를 파악한 후 외부광이 있으면 반사모드로, 없으면 투과모드로 작동한다든지 하는 실시예, 또는 노트북PC나 휴대폰 등 전자기기 폴더의 닫힘 여부를 측정하는 센서를 두어 폴더가 닫힐 경우에 모드를 변환한다든지 하는 경우이다.

또한, 상기 제1 전압공급수단에 연결된 타이머를 추가로 포함하고, 타이머값이 소정시간을 초과한 경우 상기 제1 전압공급수단을 통해 상기 제1 전계제어LC층에 가해지는 전압을 변경할 수 있다. 가령, 전술한 폴더가 닫힌 후 10초가 지나면 투과형 모드에서 반사형 모드로 전환한다든지 하는 것 등이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대해서 상세히 설명한다.

이해를 돕기 위해서 우선, 일반적인 투과형 디스플레이의 작동방식에 대해서 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 2는 측면광원(side view)구조로서 크게 BLU(Back Light Unit)과 LCD 패널로 구 분되는데, BLU는 아래쪽부터 반사판(20), 도광판(21), 확산판(22), 수평프리즘(23) 및 수직프리즘(24)로 구성되고 도광판의 측면에는 광원(28)이 구성되어 있고, LCD패널은 편광판(25)과 액정층(26), 그리고 검출편광판(27)으로 구성된다. 편광판과 검출편광판은 수직으로 배치되고 그림에 편광방향을 화살표로 각각 나타내었다.

CCFL이나 LED 등으로 만들어지는 광원(28)에서 나온 빛은 도광판에서 90도로 가이드되어 확산판(22)으로 입사한다. 빛이 확산판(22)을 거치면서 그 진행방향이 무작위적으로 변형되어 골고루 퍼지게 된 후 다시 수평프리즘(23) 및 수직프리즘(24)을 거치면서 그 진행방향이 화면 전면으로 집중되도록 굴절된다.

이 때까지 빛은 무편광 상태이지만, 빛이 편광판(25)을 통과하면서 비로소 편광방향으로 진동하는 성분만 갖는 편광상태가 형성된다.

편광된 빛은 액정층(26)을 통과하게 된다. 액정층이 TN(Twisted Nematic)모드로 만들어진 경우, 전압이 인가되지 않는 액정층을 거친 빛의 편광방향은 90도 회전하게 된다.

따라서 이를 통과한 빛은 검출편광판(27)과 일치하는 방향으로 편광되므로 검출편광판을 통과하여 패널 전면으로 출사하여 백라이트가 보이는 'White' 상태가 되는 것으로서, 그 다음 컬러 필터(도시되지 않은) 등을 거쳐 원하는 빛깔을 전면에 나타내게 된다.

만약 상기 액정층에 전압을 인가하는 경우에는 액정층이 수직배향(homeotropic)되어 이를 통과하는 빛의 편광방향을 회전시키지 않으므로 상단부에서 액정층을 통과하는 빛의 편광방향과 검출편광판이 일치하지 않게 된다. 즉, 빛은 검출편광판을 통과하지 못하는 'Black' 상태가 되는 것이다.

본 발명은 이러한 종래의 투과형 디스플레이 구조를 사용하면서 일부 모듈을 신규하고 진보된 새로운 재료로 구성함으로써 반투과형 디스플레이 모듈을 구현하는 것이다.

본 발명의 실시예 중 한 형태가 도 3에 도시되어 있는데, 여기서 전술한 도 2의 구조와 동일한 부품들은 동일한 도면부호로 표시하였다. 즉, 아래쪽부터 반사판(20), 도광판(21), 수평프리즘(23), 수직프리즘(24) 및 측면광원(28)이 있고 상부에는 편광판(25)과 액정층(26), 그리고 검출편광판(27)으로 구성된다.

따라서 도 3의 구조는 도 2의 구조와 매우 유사하지만, 도 2에서 사용된 확산판(22)대신 전계제어LC층을 사용한 것이 도 2의 구조와의 큰 차이점이다.

전계제어LC층은 전계를 가하여 액정(Liquid Crystal, 이하, LC)의 상태를 변경시키는 기능성 층을 말하는 것으로서 여기서는 가령 고분자분산형액정(Polymer Dispersed Liquid Crystal, 이하, PDLC)층을 예로 들수 있다.

PDLC층 또는 PDLC필름은 고분자나 폴리머 기지(33)내에 액정이 방울 또는 액적(droplet)형태로 분산된 복합재료막으로서, 필름 위아래의 전극에 전압을 인가하면 액정의 방향자가 수직배열(양액정의 경우)되어 그 방향으로의 빛을 투과시키는 광스위치나 광모듈레이터 역할을 수행하는 기능성 막을 의미한다. 따라서 만약 PDLC층에 전압이 인가되지 않은 경우에는 액정의 방향자가 무작위적 분포를 갖게 되므로 액정의 방향자와 주변 기지재료와의 굴절율 차이로 인하여 경계면에 입사된 빛을 산란시키게 된다.

상기 PDLC층은 ITO 등의 투명전도성 박막을 전극으로 사용한 2장의 유리, 혹은 플라스틱 기판 사이에 고분자분산형액정을 주입하고 경화시켜 제조할 수 있다.

본 발명은 이러한 PDLC층을 기존의 확산판 대신 사용함으로써 종래의 투과형 디스플레이 구조를 응용하여 간단하게 반투과형 디스플레이 모듈을 구성하는 것이다.

구체적으로 도 3의 구조가 어떤 방식으로 반투과형으로 작동하는지에 대해서 도 4 내지 도 7을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 4 내지 도 5는 주로 실내 등에서 사용되는 투과형 모드의 경우로서, 상기 PDLC층에 전압을 인가하지 않아 PDLC층이 단순히 종래의 확산판과 동일한 기능으로 작동하는 방식을 나타낸 것이다.

도 4는 백라이트를 통과시키는 픽셀의 경우인데, 광원(28)이 ON 상태가 되면 빛은 도광판(21)을 거쳐 PDLC층(32)으로 입사한다. 이 때 PDLC층에는 전압(41)이 인가되지 않은 상태이므로 내부 LC액적(34)은 빛을 경계면에서 난반사시켜 PDLC층내로 골고루 확산시킨다. 즉, PDLC층은 종래 확산판이 수행하던 빛의 전면 확산 역할을 그대로 수행하게 되는데, 확산 효율은 LC액적을 얼마나 미세하게 골고루 PDLC층에 분산시키냐의 정도에 따라 달라지므로 종래의 확산판보다 좀 더 좋은 효율로 빛을 분산시키는 것도 가능하다.

그 다음, 빛은 도 3의 경우와 마찬가지의 과정을 거쳐 패널 전면으로 향하게 된다.

도 5는 백라이트를 통과시키지 않는 픽셀의 경우인데, 액정층(26)에 전압(42)이 걸린 것을 제외하고는 도 4와 모든 것이 동일하다. 따라서, 도 4와 마찬가지로 광원(28)에서 출발한 빛이 도광판(21)과 확산기능을 수행하는 PDLC층(32), 프리즘 시 트(23, 24) 및 편광판(25)을 거치는 것까지는 동일하다.

하지만, 액정층(26)에 전압(42)이 인가되어 있으므로 빛이 액정층(26)을 거치는 동안 빛의 편광방향이 회전하지 않게 되고, 결국 빛의 편광성분과 검출편광판(27)의 방향자가 일치하지 않게 되어 빛은 검출편광판을 통과하지 못하게 된다. 중심부에 그려진 화살표들은 빛의 편광방향을 나타낸 것이다.

정리하면, 도 4 내지 도 5는 백라이트가 필요한 실내 등에서 사용하는 투과형 모드로서 이 때 PDLC층은 일반적인 확산판과 동일한 기능을 수행하게 된다.

하지만, 도 6 내지 7은 외부광을 반사판에서 반사시켜 백라이트로 사용하는 반사형 모드로 디스플레이가 작동하는 경우를 도시한 것으로서, 이 때 PDLC층에는 전압이 인가하게 된다.

도 6은 해당 픽셀이 'White' 상태인 경우인데, 외부광원에서 발생한 외광(61)이 패널 전면으로 입사하게 되면 이 빛은 검출편광판(27)을 통과하면서 그 편광방향과 일치하는 진동성분만 투과하여 편광된 상태로 액정층(26)에 도달한다. 액정층은 전계가 걸려 있지 않으므로 이 빛을 다시 90도 회전시키기 되고 이는 다시 하부의 편광판(25)을 통과하게 된다.

이 빛은 두 장의 프리즘 필름(24, 23)을 통과한 후 PDLC층(32)에 도달하는데, 이 때 PDLC층에는 인가된 전압(41)에 의해 LC액적(34)들이 모두 수직 배열된 상태이므로 빛은 PDLC층에 흡수되지 않고 통과하여 무사히 반사판(20)에 도달하게 된다.

반사판(20)에서 반사된 빛은 편광을 잃고 다시 무편광 상태가 된 다음, 도광판(21) 및 PDLC층(32), 그리고 상부층들을 다시 거치면서 패널 전면으로 출사하게 되는데 이는 전술한 과정에서 설명한 백라이트 광원의 경우와 동일한 과정이므로 상세 설명은 생략한다. 다만, 이 때의 PDLC층은 확산판 기능을 수행할 수는 없지만 외부광 자체가 다양한 경로로 입사 및 반사되므로 굳이 확산판 기능이 필요하지도 않는 상태이어서 아무런 문제가 없다. 도면에서 양화살표 등은 광의 편광 상태를 나타낸 것이다.

한편, 도 7은 픽셀이 'Black' 상태인 경우를 도시한 것이다. 이 경우 액정층에 전계(42)가 가해진 상태이므로 검출편광판(27)을 통과하여 편광된 외광은 액정층을 통과하면서 편광이 변하지 않게 된다. 따라서 하부의 편광판(25)을 통과하지 못하게 되므로 반사되는 빛도 존재하지 않아서 해당 픽셀은 'Black'을 나타내게 된다. 참고로, PDLC층의 전계 가압 여부는 이 구조의 작동에는 아무런 영향을 끼치지 않는다.

상기 도 6 및 도 7은 측면의 광원(28)의 ON 또는 OFF 중 어떤 경우라도 적용 가능한 구조이다. 도 6의 경우에 광원(28)이 ON이면 반사된 빛과 광원의 빛이 합쳐져서 패널 전면으로 향하므로 좀 더 휘도가 향상된 화면 이미지를 생성할 수도 있다.

이처럼 본 발명에서는 PDLC층으로 확산판을 대신한 BLU를 사용하여 투과형 모드와 반사형 모드를 손쉽게 조절할 수 있는 구조를 제공하고 있으며, 이러한 구조는 기본적으로 단순 투과형 디스플레이의 구조와 동일하므로 종래의 반투과형 디스플레이 구조가 갖는 복잡성 및 고가성, 그리고 저해상도 문제를 단숨에 해결할 수 있는 신규하고 진보된 구성이라 할 수 있다.

도 8 내지 도 11은 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한 것으로서 이번에는 기존의 액정층 대신 PDLC층으로 액정층의 역할을 수행토록 한 디스플레이 구조이다.

먼저, 도 8 및 도 9는 반사형 모드로 작동하는 실시예인데, 도 8에서 기존의 액정층 대신 사용된 상부 PDLC층(81)에 전압이 인가되지 않은 경우, 검출편광판(27)을 통과하면서 편광된 외광은 PDLC층(81)을 통과하면서 산란되어 다시 무편광 상태로 변하게 된다. 따라서 이렇게 무편광된 빛 중 편광판(25)과 동일한 편광 성분이 편광판(25)을 통과하여 도 6의 경우와 유사한 경로를 통하여 반사판(20)까지 도달한 후 반사된다. 반사 후에는 다시 패널 전면으로 향하면서 상부 PDLC층(81)에서 다시 한 번 무편광되었다가 검출편광판(27)과 동일 편광성분이 이를 통과하여 'White' 상태를 구현하는 것이다.

반대로, 도 9에서처럼 상부 PDLC층(81)에 전압이 인가되면, 검출편광판(27)을 지나면서 편광된 외광은 상부 PDLC층(81)에서 산란되지 못하므로 편광판(25)을 통과하지 못하여 'Black' 상태를 구현하게 된다.

도 10 및 도 11은 PDLC층으로 액정층의 역할을 수행토록 한 디스플레이 구조에서 투과형으로 작동하는 방식을 보여주는 도면이다.

먼저, 도 10에서 상부 PDLC(81)층에 전압이 인가되지 않은 경우, 하부의 광원(28)에서 출발한 빛은 도 4의 경우와 동일한 경로로 편광판(25)을 거쳐 상부 PDLC층(81)에 도달한 후 LC액적의 경계면 등에서 산란된다. 산란된 빛은 무편광 상태인데 그 중에서 검출편광판(27)과 동일한 편광 성분이 패널 전면으로 출사됨으로써 'White' 상태를 구현하게 된다.

도 11에서 상부 PDLC(81)층에 전압이 인가된 경우에는, 광원(28)에서 출발하여 편 광판(25)까지 거치면서 편광된 빛이 상부 PDLC층(81)을 통과하면서 산란되지 못하므로, 그 상태로 검출편광판(27)에 도달한 후 막히게 되어 'Black'을 구현하는 것이다.

따라서 액정층 대신 PDLC층을 사용한 경우에도 투과형 및 반사형을 전압인가 여부에 따라 조절할 수 있는 반투과형 디스플레이 모듈을 구성할 수 있는 것이다.

전술한 모든 실시예들에서 ITO나 기타 투명금속층 등의 투명한 전극을 사용하여 PDLC층의 상하부에 전계를 가할 수 있는 전극을 구성한다. 이 투명전극층은 반드시 PDLC층에 접촉하도록 구성할 필요는 없으며, 가령 도광판 상부면이나 프리즘 하부면에 부착한 후 그 사이의 PDLC층에 실질적으로 전계를 가하는 구조이면 충분하다. 상부 PDLC층에 대한 투명전극층 또한 마찬가지이다.

그밖에 본 발명은 측면광원 구조외에 적어도 2개 이상 다수 개의 광원이 패널의 하부면에 위치하는 직하형 구조에도 적용가능한데, 이 경우 도광판은 필요하지 않고 그 외 나머지 구성은 전술한 실시예들과 같다.

도 12 및 도 13은 직하형 구조를 나타낸 것인데 전술한 실시예들과 동일한 구성요소들은 동일한 부호로 표시하였다. 도 12는 확산판 대신 PDLC층(32)를 사용한 것이고, 도 13은 이에 더해서 액정층 대신 PDLC층(81)을 사용한 경우를 도시한 것이다.

본 발명은 기존의 간단한 투과형 액정 디스플레이 모듈에 고분자분산형액정층을 장착하여 전압의 인가여부만으로 손쉽게 반사형 및 투과형을 구현할 수 있는 반투과 형 디스플레이 구조를 제공한 것으로서, 저비용의 투과형 패널로써 고비용의 반투과기능을 가진 디스플레이 구조를 만들 수 있다는 장점을 가진다.

또한, 추가적으로 한 픽셀이 종래처럼 투과영역 및 반사영역으로 구분될 필요가 없으므로 적어도 투과형 디스플레이와 동일한 정도의 해상도를 구현할 수 있다는 장점도 있다.

본 발명은 전술한 실시예들에만 그 권리범위가 국한되지 않는다. 가령, 전술한 실시예에서는 PDLC층에서 양액정만을 사용하는 예를 들었으나, 전압인가시 불투명하게 되는 음액정을 사용할 수도 있다. 음액정을 사용하는 경우 작동방식은 전술한 방식과는 반대가 되어 PDLC층에 전압을 가하는 경우가 투과형, 전압을 가하는 경우가 반사형 모드로 작동하게 된다.

또한, 전술한 디스플레이 구조의 PDLC에 연결된 전압공급장치에 센서나 타이머 등을 연결하여 일정시간이 초과하거나 센서값이 변경되면 PDLC층에 전압을 가하거나 또는 가해지던 전압을 제거함으로써 디스플레이 모드를 투과형에서 반사형으로 전환하거나 또는 그 반대로 전환하도록 할 수 있음은 물론이다.

또한, PDLC막 자체가 갖는 유연성을 응용하여 플렉시블한 디스플레이를 구현할 때도 본 발명의 구조가 적용될 수 있다.

또한, 본 발명의 구조에서 액정층은 TN외에 STN(Super Twisted Nematic) 모드 등을 사용할 수도 있으며, TFT 등을 사용하는 능동형 소자(Active matrix)외에 게이트와 데이터 라인을 이용하여 픽셀을 선택하는 수동형 소자, 가령 TN-LCD, STN-LCD 등에도 본 발명이 사용될 수 있다.

상기 프리즘 시트는 빛을 패널 전면에 모아주는 역할을 수행하는 것이므로 본 발명에서 반드시 필요한 구성요소는 아니다. 따라서 한장의 프리즘 시트만을 사용하거나 아예 사용하지 않을 수도 있고, 프리즘 시트가 갖는 특성인 그루브(groove) 형태를 도광판이나 PDLC층 등에 구현하여 프리즘시트 없이 사용하는 것도 가능하다.

본 발명에서 모든 실시예들은 PDLC를 예로 들어 설명하였지만, 반드시 폴리머 층에 분산된 LC구조외에 부도체이면서 유리 등 투명한 세라믹 재료층 사이에 LC가 봉지된 구조도 사용가능하며, 나아가 전술한 투면전극층들 사이에 LC를 넣은 후 봉지한 구조도 사용가능함은 물론이다. 따라서 본 발명에서 예로서 PDLC로 설명된 층은 이러한 층을 대표하는 단어인 전계제어LC층이라 칭한다.

Claims (15)

1. 디스플레이 장치에 있어서,

   도광판;

   상기 도광판의 일측에 위치한 광원;

   상기 도광판의 하부에 위치한 반사판;

   상기 도광판의 상부에 위치한 제1 전계제어LC층;

   상기 제1 전계제어LC층 상부에 위치한 제1편광판;

   상기 제1편광판의 상부에 위치하면서 제1 편광판과 직교하는 편광방향을 가진 제2 편광판;

   상기 제1 편광판과 제2 편광판 사이에 위치하는 액정층;

   상기 제1 전계제어LC층에 전압을 가하는 제1 전압공급수단;

   상기 액정층에 전압을 가하는 제2 전압공급수단;

   을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
2. 디스플레이 장치에 있어서,

   도광판;

   상기 도광판의 일측에 위치한 광원;

   상기 도광판의 하부에 위치한 반사판;

   상기 도광판의 상부에 위치한 제1 전계제어LC층;

   상기 제1 전계제어LC층 상부에 위치한 제1편광판;

   상기 제1편광판의 상부에 위치하면서 제1 편광판과 직교하는 편광방향을 가진 제2 편광판;

   상기 제1 편광판과 제2 편광판 사이에 위치하는 제2 전계제어LC층;

   상기 제1 전계제어LC층에 전압을 가하는 제1 전압공급수단;

   상기 제2 전계제어LC층에 전압을 가하는 제2 전압공급수단;

   을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
3. 적어도 2개 이상의 광원;

   상기 광원의 하부에 위치한 반사판;

   상기 광원의 상부에 위치한 제1 전계제어LC층;

   상기 제1 전계제어LC층 상부에 위치한 제1편광판;

   상기 제1편광판의 상부에 위치하면서 제1 편광판과 직교하는 편광방향을 가진 제2 편광판;

   상기 제1 편광판과 제2 편광판 사이에 위치하는 액정층;

   상기 제1 전계제어LC층에 전압을 가하는 제1 전압공급수단;

   상기 액정층에 전압을 가하는 제2 전압공급수단;

   을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
4. 적어도 2개 이상의 광원;

   상기 광원의 하부에 위치한 반사판;

   상기 광원의 상부에 위치한 제1 전계제어LC층;

   상기 제1 전계제어LC층 상부에 위치한 제1편광판;

   상기 제1편광판의 상부에 위치하면서 제1 편광판과 직교하는 편광방향을 가진 제2 편광판;

   상기 제1 편광판과 제2 편광판 사이에 위치하는 제2 전계제어LC층;

   상기 제1 전계제어LC층에 전압을 가하는 제1 전압공급수단;

   상기 제2 전계제어LC층에 전압을 가하는 제2 전압공급수단;

   을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 전계제어LC층과 상기 제1 편광판 사이에 상기 광원에서 비롯된 빛을 모아주기 위한 프리즘 수단을 적어도 1개 이상 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전압공급수단은 투명전극층을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전계제어LC층은 PDLC층인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
8. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전계제어LC층은 2개의 투명전극층 사이에 LC가 봉입된 층이고 상기 제1 전압공급수단은 이 투명전극층인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
9. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전계제어LC층은 투명세라믹층 사이에 LC가 봉입된 층인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
10. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 전계제어LC층에 포함된 LC는 양액정으로서 전압을 인가하지 않는 경우 상기 제1 전계제어LC층은 확산판 기능을 수행하여 상기 디스플레이 장치가 투과형 모드로 작동하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
11. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 전계제어LC층에 포함된 LC는 양액정으로서 전압을 인가하는 경우 상기 제1 전계제어LC층은 투명해지면서 상기 디스플레이 장치가 반사형 모드로 작동하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
12. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 전계제어LC층에 포함된 LC는 음액정으로서 전압을 인가하지 않는 경우 상기 제1 전계제어LC층은 투명해지면서 상기 디스플레이 장치가 반사형 모드로 작동하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
13. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 전계제어LC층에 포함된 LC는 음액정으로서 전압을 인가하는 경우 상기 제1 전계제어LC층은 확산판 기능을 수행하여 상기 디스플레이 장치가 투과형 모드로 작동하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
14. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 전압공급수단에 연결된 센서를 추가로 포함하고, 센서값이 변경된 경우 상기 제1 전압공급수단을 통해 상기 제1 전계제어LC층에 가해지는 전압이 변경되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
15. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 전압공급수단에 연결된 타이머를 추가로 포함하고, 타이머값이 소정시간을 도과한 경우 상기 제1 전압공급수단을 통해 상기 제1 전계제어LC층에 가해지는 전압이 변경되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.

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