KR100803331B1 - 프론트 라이트 기능이 부여된 반사구성을 갖는액정표시장치용 외창 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전방에서 수광된 빛이 반사되어 방출될 때 전체 발광면에 걸쳐 고휘도를 보장할 수 있도록 하여 사용자가 보다 선명한 디스플레이 화상을 관찰할 수 있도록 한 반사구성이 갖추어지며, 이 반사구성을 포함하여 프론트 라이트 기능을 수행하는 액정표시장치용 외창에 관한 것이다.

이를 위해 본 발명은, 액정패널의 일면에 외창이 구비되고, 그 타측면에 반사시트가 구비되어 전방의 외창을 통해 입사된 빛이 반사되어 다시 외창을 통해 방출되도록 한 액정표시장치에 있어서, 상기 외창의 액정패널 측 면에는 입사되는 빛을 수직에 근접하는 각도로 굴절시켜 액정패널로 진행시키고, 방출되는 빛을 전방으로 진행시키도록 하는 반사렌즈 돌기가 형성되어 외창에 프론트 라이트 유닛의 기능을 부여한 것을 특징으로 하는 반사구성을 갖는 액정표시장치용 외창을 제공한다.

액정표시장치, 외창, 프론트 라이트

Description

프론트 라이트 기능이 부여된 반사구성을 갖는 액정표시장치용 외창{LCD OUTSIDE WINDOW HAVING REFLECTED STRUCTURE EXECUTE FRONT LIGHT FUNCTION}

도 1은 종래 액정표시장치의 사시도.

도 2는 도 1의 액정표시장치 결합상태 단면도.

도 3은 본 발명이 적용된 액정표시장치의 단면도.

도 4는 본 발명에 의한 액정표시장치용 외창의 평면도.

도 5는 본 발명의 다른 실시예 평면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 액정패널 11: 반사시트

22: 광원 23: 램프

24: 반사체 30: 외창

31: 반사렌즈면 32, 33: 반사렌즈 돌기

본 발명은 프론트 라이트 기능이 부여된 반사구성을 갖는 액정표시장치용 외창에 관한 것으로서, 상세하게는 전방에서 수광된 빛이 반사되어 방출될 때 전체 발광면에 걸쳐 고휘도를 보장할 수 있도록 하여 사용자가 보다 선명한 디스플레이 화상을 관찰할 수 있도록 한 반사구성이 갖추어지며, 이 반사구성을 포함하여 프론트 라이트 기능을 수행하도록 한 것이다.

액정표시장치(Liquid Crystal Display; LCD)는 컴퓨터의 모니터, 휴대폰의 디스플레이 패널 등으로 적용되며, 적은 소비전력 및 박형, 소형화가 가능한 장점으로 인해 활발히 적용되고 있는 실정이다.

이와 같은 액정표시장치는 빛이 공급되어 외부로 방출될 때, 액정물질의 배열을 변환시켜 특정한 화상이 표현되도록 하는 것으로, 빛을 공급하는 방식에 따라 백라이트 유닛(Back Light Unit; BLU) 또는 프론트 라이트 유닛(Front Light Unit; FLU)을 선택적으로 채택하여 적용하게 된다.

여기서, 상기 백라이트 유닛이 적용된 액정표시장치는 백라이트의 자체 크기, 중량이 제품의 대형화 및 고중량화를 야기하고, 특히 백라이트를 발광시키기 위한 전원의 공급에 의해 과도한 전력이 소비되는 단점을 갖는다.

따라서, 상기 단점을 해결하기 위한 기술로 프론트 라이트 유닛이 적용된 액정표시장치가 개발되고 사용되어지고 있다.

도 1은 상기 프론트 라이트 유닛이 적용된 액정표시장치의 주요 구성부를 나타낸 분해사시도, 도 2는 도 1의 액정표시장치 결합상태 단면도이다.

도면을 참조하면, 상기 액정표시장치는 내부에 액정물질이 주입된 액정패널(1)의 상측(사용상의 전방)에 외부의 빛을 수광하여 액정패널(1)로 전달하는 프론트 라이트 패널(2)이 설치되어 구성되고, 프론트 라이트 패널(2)이 형성된 타측의 액정패널(1)에 수광된 빛을 반사시키기 위한 반사시트(3)이 설치되어 구성된다.

도면 중 부호 4는 프론트 라이트 패널(2)의 상측에 설치되어 프론트 라이트 패널(2)을 보호하기 위한 외창이다.

이와 같이 구성된 액정표시장치는 외부의 자연광이 외창(4), 프론트 라이트 패널(2)을 통해 반사형 액정패널(1)로 입사되면, 입사된 빛은 액정패털 하부에 설치된 반사시트(3)에 의해 반사되어 외부로 방출되며, 외부로 방출되는 빛은 액정패널(1)의 액정물질의 배열(화상을 표현하기 위한)에 의해 목적하는 화상이 사용자의 육안으로 관찰될 수 있도록 한다.

여기서, 상기 액정표시장치는 자연광과 광원을 동시에 이용하거나 선택적으로 이용하기 때문에 전력 소모가 기존에 사용되는 백라이트 면광원 장치에 비해서 에너지 절감 및 박형화 구현되며, 외부의 자연광이 수광되지 않은 시간/공간에서 빛을 공급하기 위해 프론트 라이트 패널(2)의 일측에 별도의 광원(5)이 설치되어 프론트 라이트 유닛을 구성하게 된다.

또한, 상기 반사시트(3)의 하측에는 액정패널(1)에 전기신호를 공급하고, 광원(5)을 구동시키기 위한 드라이브회로(6)가 구비된다.

상기와 같은 액정표시장치의 프론트 라이트 패널은 빛이 수광될 때 입사각이 수직에 근접할 경우 반사시트에 반사되어 방출되는 효율의 저하가 발생되지 않지만, 수직과 이격된 각도의 사선방향, 특히 수평면과 근접된 각도의 사선방향으로 빛이 입사될 경우 입사각과 동일한 반사각으로 방출되어 빛이 방출되는 휘도레벨이 대단히 낮아지게 된다.

즉, 상기된 휘도레벨이 낮을 경우, 액정패널에서 표현된 화상이 사용자의 육안으로 선명하게 관찰되기 어려울 뿐만 아니라, 심각하게는 외부의 자연광이 충분한 광량으로 공급되지 못할 경우 화상자체를 식별하기 어려운 문제점이 발생된다.

또한, 박형으로 제조하는데 있어서 프론트 라이트 방식은 백라이트 방식에 비해서 장점을 가지고 있으나 프론트 라이트를 보호하기 위한 별도의 외창이 필요하게 되어 그만큼 두께가 두꺼워지는 단점이 있다.

본 발명은 상기 문제점을 해소하기 위해 발명한 것으로서, 빛이 여러 각도에서 입사되면 이를 최대한 수직에 가까운 각도로 굴절시키고, 반사된 빛이 수직에 가까운 각도로 방출되도록 하여 방출된 빛이 높은 휘도레벨로 진행될 수 있도록 함과 동시에 자체적으로 프론트 라이트 기능이 갖추어져 보다 박형의 액정표시장치를 구현할 수 있도록 한 액정표시장치용 외창을 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 아래의 구성을 갖는다.

본 발명은, 액정패널의 일면에 외창이 구비되고, 그 타측면에 반사시트가 구비되어 전방의 외창을 통해 입사된 빛이 반사되어 다시 외창을 통해 방출되도록 한 액정표시장치에 있어서, 상기 외창의 액정패널 측 면에는 입사되는 빛을 수직에 근접하는 각도로 굴절시켜 액정패널로 진행시키고, 방출되는 빛을 전방으로 진행시키도록 하는 반사렌즈 돌기가 형성되어 외창에 프론트 라이트 유닛의 기능을 부여한 것을 특징으로 한다.

이하, 상기 특징이 적용된 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명이 적용된 액정표시장치의 단면도이다.

도면을 참고하면, 본 발명이 적용된 액정표시장치는 내부에 액정물질이 투입된 일면에 반사시트(11)가 구비된 액정패널(10), 액정패널(10) 상에 구비된 외창(30)으로 구성된다.

상기 액정패널(10)은 내부에 액정물질이 주입되고, 이 액정물질의 배열을 변화시켜 목적하는 화상을 형성하기 위한 전기/전자회로와 연결되며, 전기/전자회로의 신호 및 전원을 공급받기 위한 전극, 배선 등이 형성됨은 주지된 것과 같다.

또한, 상기 반사시트(11)는 액정패널(10)의 빛이 통과되는 측면, 즉, 도면상 액정패널(10)의 하면에 위치되어, 액정패널(10)을 통과한 빛이 액정패널(10) 측 으로 반사되도록 구성된다.

상기 외창(30)은 프론트 라이트 유닛의 기능을 수행하기 위해 입사되는 빛을 굴절시켜 액정패널(10)로 진행시키고, 방출되는 빛이 사용자의 시야가 위치된 전방으로 방출되도록 하기 위해 액정패널(10)측 면에 반사렌즈면(31)이 형성된다.

상기 반사렌즈면(31)은 빛의 굴절 및 전방으로 방출되는 방향성을 부여하기 위해 빛이 수광/방출되는 면에 후술될 다수의 반사렌즈 돌기(32)가 형성된다.

또한, 상기 외창(30)은 외부에서 빛이 수광되지 못하거나 수광되는 빛이 미약할 경우 자체 발광되기 위한 광원(22)이 결합되어 구성된다.

여기서, 상기 광원(22)은 CCFL램프와 반사체를 결합하여서 된 구성 또는 발광다이오드(light emitting diode; LED) 등으로 적용된다.

또한, 상기 외창(30)은 외부의 빛이 수광되는 최초의 부재로 프론트 라이트의 역할을 하도록 반사패턴이 인쇄 혹은 사출에 의해서 설치된 것이며, 이 외창(30)은 외부의 빛이 수광되거나 반사시트(11)에 의해 반사된 빛이 방출될 때의 투과율이 높은 고분자 수지재질 및/또는 광학용으로 적합한 충격성이 우수한 특수강화 유리로 제작된다.

구체적으로, 상기 외창(30)은 투명체로 형성되는 것이 당연하며, 투명체로 형성하기 위해 선택되는 상기 고분자 수지재질로 빛 투시도가 우수하고 내구력 등이 우수한 폴리메틸메타크릴레이트(Poly Methyl MethcrylAte; PMMA) 또는 폴리카보네이트(PolyCarbonate; PC) 등이 적합하다.

도면 중 부호 40은 액정패널(10)에 전기신호를 공급하여 액정물질의 배열을 목적하는 형태로 유지하고, 프론트 라이트형 외창(30)의 전원을 구동시키기 위한 드라이브회로이다.

도 4는 상기 반사렌즈 돌기의 형태를 나타낸 평면도이다.

도면을 참조하면, 상기 반사렌즈 돌기(32)는 평면상 다각형태를 유지하며, 측면상 끝단에 첨단부를 갖는 다각뿔(도면에서는 삼각뿔)의 형태로 형성되어, 수광된 빛이 액정패널(10)로 굴절 진행되는 각도를 최대한 수직(반드시 수직에 가까운 각도가 아닌 입사각의 한계 내에서 최대로 수직에 근접하는 각도를 의미함)에 근접되게 유도하는 구성이다.

따라서, 수직에 최대로 근접하는 입사각을 갖는 빛은 액정패널(10)의 반사시트(11)에 반사될 때 수직에 근접하는 반사각을 갖게 되어, 상기 반사렌즈 돌기(32)는 수광된 빛이 반사시트(11)에 의해 반사되어 방출될 때, 사용자의 시야가 위치한 수직전방으로 빛을 진행시키게 되는 구성이다.

이 때, 상기 반사렌즈 돌기(32)가 외창(30) 상에서 유지하는 배열은 무작위로 설정할 수 있지만, 바람직하게는 일정한 규칙성을 갖도록 하여 외창(30)의 전구간에 걸쳐 균일한 빛의 수광 및 방출이 수행되도록 구성한다.

상기 일정한 규칙성을 예시하면, 도면에서와 같이 반사렌즈 돌기(32)는 다수의 열과 행으로 배열형성되고, 빛의 수광효율 즉, 전구간에서 공급되는 빛이 입사될 수 있는 구간을 증가시키기 위해 측면상 선열의 반사렌즈 돌기(32)의 사이 구간 에 후열의 반사렌즈 돌기(32)가 위치되도록 구성된다.

또한, 상기와 같이 무작위 또는 일정한 규칙성을 가지며 형성된 상태에서, 보다 바람직하게는, 반사렌즈 돌기(32)가 형성됨으로 인해 프론트 라이트형 외창(30)의 면에는 평면(반사렌즈 돌기가 형성되지 않은)이 존재하지 않도록 구성하게 되며, 이를 위해 각 반사렌즈 돌기(32)의 다각형태의 변부는 상호 연접되도록 구성된다.

도 5a, 도 5b는 본 발명의 다른 실시예 평면도이다.

도면을 참조하면, 상기 다른 실시예의 액정표시장치용 외창(30)은 반사렌즈 돌기(33)가 사각뿔로 형성된 구성을 나타낸다.

여기서, 원 실시예의 반사렌즈 돌기(32) 구성인 삼각뿔 형태는 각 변부가 상호 연접되는 구성만으로도 선열의 반사렌즈 돌기(32)의 사이에 후열의 반사렌즈 돌기(32)가 위치될 수 있지만, 사각뿔의 형태로 상기 구성을 구현하기 위해서는 도 5a와 같이 선열 또는 후열의 반사렌즈 돌기(33)를 일정거리 이격하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 반사렌즈 돌기(33)는 도 5b와 같이 선열과 후열의 것이 이격되지 않은 일반 격자형태로 형성되어 구성되어도 그 기능을 수행함에 지장을 받지 않는다.

이상에서 설명한 것과 같이 본 발명은, 반사렌즈 돌기를 통해 입사된 후 반사되어, 반사렌즈 돌기를 통해 방출되는 빛이 높은 휘도레벨을 유지하게 되므로서, 사용자가 보다 선명한 화상을 확인할 수 있게 되어 보다 높은 품질의 제품을 구현할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 그 자체로 프론트 라이트 기능을 수행할 수 있기 때문에 별도의 프론트 라이트 유닛이 배제되어 액정표시장치의 박형화 제작이 가능한 효과를 얻게 된다.

Claims (6)

1. 액정패널의 전방부 외측에 액정패널을 보호하는 외창이 액정표시장치에 고정되게 설치되고, 액정패널의 후방부에 반사시트가 배치되어, 전방의 외창을 통해 입사된 빛이 반사시트에 의해 반사되어 다시 외창을 통해 방출되도록 한 액정표시장치에 있어서,

   상기 외창의 후방면에는 입사되는 빛을 수직에 근접하는 각도로 굴절시켜 후방의 액정패널 쪽으로 진행시키고, 방출되는 빛을 전방으로 진행시키도록 하는 반사렌즈 돌기가 형성되어 외창에 프론트 라이트 유닛의 기능을 부여한 것을 특징으로 하는 프론트 라이트 기능이 부여된 반사구성을 갖는 액정표시장치용 외창.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 반사렌즈 돌기는

   삼각이상 다각뿔의 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 프론트 라이트 기능이 부여된 반사구성을 갖는 액정표시장치용 외창.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 반사렌즈 돌기가 형성된 면에 평면이 존재하지 않도록 다각뿔의 각변이 연접되어 배열형성된 것을 특징으로 하는 프론트 라이트 기능이 부여된 반사구성을 갖는 액정표시장치용 외창.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반사렌즈 돌기는,

   다수의 열과 다수의 행으로 배열되어 형성된 것을 특징으로 하는 프론트 라이트 기능이 부여된 반사구성을 갖는 액정표시장치용 외창.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 반사렌즈 돌기는,

   선열의 반사돌기 사이 구간의 선상에 후열의 반사돌기가 위치되도록 형성된 것을 특징으로 하는 프론트 라이트 기능이 부여된 반사구성을 갖는 액정표시장치용 외창.
6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외창은,

   빛을 액정패널로 유도하는 외창의 일측에 빛을 공급하기 위한 광원이 결합되어 구성된 것을 특징으로 하는 프론트 라이트 기능이 부여된 반사구성을 갖는 액정표시장치용 외창.

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