KR19990072571A - 액정표시장치 - Google Patents

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다카노 야스아키
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Abstract

LCD에서, 저 소비 전력, 소형화 및 경량화를 실현한다.
LCD 패널(10), 도광판(11), 확산판(13), 집광 렌즈(30)를 수납하는 본체 케이싱(40)에, 광원부(50)가 착탈 가능하게 되어 있다. 외광이 적은 환경에서는 광원부(50)를 부착하여 이용하고, 외광이 풍부한 환경에서는 광원부(50)를 분리하여 집광 렌즈(30)로부터 외광을 수취할 수 있는 상태로 한다. 장치 전체가 소형, 경량화되어 휴대에 알맞은 상태가 된다.

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
본 발명은, 액정 표시 장치(LCD : Liquid Crystal Display)에 관한 것으로, 특히 백라이트의 소비 전력을 절감시킨 액정 표시 장치에 관한 것이다.
LCD는, 투명 기판 상에 투명 전극을 형성한 전극 기판 간에 액정을 봉입하여 구성된다. 액정은 전기 광학적으로 이방성을 갖고 있으므로, 전극 사이에 원하는 전압을 인가하여 액정에 전계를 형성하면, 액정은 전계 강도에 따른 광학 특성을 나타낸다. 이 성질을 이용하여, 화소마다 다른 전압을 인가시키는 구성에 의해, 원하는 휘도를 나타내는 화소의 집합체로서 표시 화상이 형성된다. 이와 같이 LCD는, 전압 제어에 의해 표시 화상이 작성되고, 소형, 박형, 저소비 전력 등의 이점이 있어, OA기기, AV 기기 등의 분야에서 실용화가 진행되고 있다. 특히, 휴대용으로서 이용되는 경우에는 옥외에서 사용하는 경우가 많으므로, 풍부한 외광을 이용하여 표시 화면의 가시화를 도모함으로써 외광을 전력을 대폭 절감시킨 것이 개발되고 있다.
도 4는 이러한 LCD의 측단면도이다. 참조 번호(10)는 LCD 패널, 참조 번호(11)는 도광판, 참조 번호(12)는 확산판, 참조 번호(13)는 반사판, 참조 번호(20)는 광원, 참조 번호(30)는 집광 렌즈이며, 참조 번호(40)는 이러한 유닛들을 유지하는 케이싱이다. 광원(20)으로는 배후에 리플렉터(21)를 배치한 형광 램프가 이용되고, 도광판(11)으로는 아크릴 수지 등이 이용된다. 확산판(12) 및 반사판(13)은 각각 도광판(11)의 전면 및 배면을 일체적으로 확산 가공 및 난반사 가공을 실시한 것이라도 된다. 이들 도광판(11), 확산판(12), 반사판(13), 광원(20) 및 집광 렌즈(30)는, 조광부인 백라이트를 구성하고 있다. 집광 렌즈(30)로는, 도광판(11)과 별개인 렌즈 또는 도광판(11)과 일체로 렌즈 가공된 것이 이용된다. 또한, 케이싱(40)에는 채광용 창(41)이 열리면 집광 렌즈(30)가 외부로 보이게 되어 있다.
광원(20)으로부터 발생된 광 또는 집광 렌즈(30)로부터 수용된 광은 도광판(11)으로 전해지고, 확산판(12)에서 확산됨과 동시에 반사판(13)에서 난반사된다. 그리고, 확산판(12)보다 균일한 평면광으로서 LCD 패널(10)에 조사된다. LCD 패널(10)은 스스로 발광할 수가 없고, 이와 같이 배후에 의해 조광을 행함으로써 원하는 투과율로 제어되고, 인식 가능한 전단층이 된 표시 화면이 투과광의 분포로서 가시화된다.
이 구성에서는, 맑은 옥외와 같은 외광이 풍부한 환경에서는, 광원(20)을 소등하여 집광 렌즈(30)로부터의 광에 의해서만 조광을 행하고, 옥내 등에서와 같이 외광이 불충분한 상태에서는, 광원(20)을 점등함으로써 밝은 표시 화면을 얻는 사용 방법이 가능해진다. 따라서, 소비 전력이 큰 광원(20)을 사용하지 않고, LCD 패널(10)의 구동 전력만이 사용되므로, 총 소비 전력이 절감된다.
도 5는 반사형 LCD의 측단면도이다. 참조 번호(110)는 반사형 LCD이고, 참조 번호(140)는 이것을 수납하는 케이싱이다. 반사형 LCD(110)는, 액정 구동용 전극의 한쪽을 반사 전극으로 하거나 또는 투과형 패널 배후에 반사면을 설치함으로써 관찰자측으로부터의 광을 액정에서 변조하고, 이것을 다시 관찰자측으로 사출하는 것이다. 따라서, 외광을 이용할 수 있으므로, 광원이 불필요해지고 LCD 패널(110)의 구동 전력만 사용되므로, 소비 전력을 절감시킬 수 있다.
도 4에 나타낸 LCD에서는, 집광 렌즈(30) 및 광원(20)으로부터 도입되는 광의 주진행 방향은, LCD 패널(10)의 평면과 평행한 평면 상에 위치하고 있다. 이 때문에, 광원(20)으로부터 발생한 광의 대부분은 도광판(11) 내부를 평행하게 진행하여, 반대측에 위치하는 집광 렌즈(30)부에서 외부로 누설되어 버린다. 집광 렌즈(30)로부터 수용된 광도 도광판(11)의 내부를 평행하게 진행하여, 광원(20)의 리플렉터에서 반사되어 도광판(11) 내부를 반대로 진행하고, 다시 집광 렌즈(30)에서 외부로 누설된다. 즉, 확산판(12) 및 반사판(13)에 받아들여 LCD 패널(10)을 향해 조사된 광량이 감소하고, 광의 이용 효율이 나빴다.
이것은, 광원(20)과 집광 렌즈(30)가 다른 변에 위치하고 있는 경우에서도 동일하다. 즉, 광원(20)과 집광 렌즈(30)가 동일 평면 상에 있는 한, 도광판(11) 내를 반사하면서 진행하는 광은, 최종적으로 집광 렌즈(30)에서 누설되어 버린다.
또한, 이 구성에서는 광원(20)이 LCD 본체에 장착되어 있으므로, 맑은 옥외에서의 사용에서 광원(20)을 사용하지 않는 경우에서도 항상 광원(20)을 탑재한 상태에서 운반해야하기 때문에, 필요 이상으로 무거웠다. 또한, 도 5에 도시된 반사형도 외광이 풍부한 환경에서는 휴대에 알맞지만, 외광이 적으면 표시 화면이 어두워져서 보기 어렵게 되는 문제가 있다.
본 발명은, 이러한 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 대향면에 액정 구동용 전극이 형성된 한 쌍의 투명 전극 기판 사이에 액정이 봉입되어 구성되는 액정 표시 패널 및 이 액정 표시 패널에 광을 조사하는 조광부를 구비한 액정 표시 장치에서, 상기 조광부는 광이 도입되는 도광부와 상기 도광부에 광을 도입하는 광원부를 구비하고, 상기 광원부는 상기 도광부를 구비한 상기 조광부의 본체로부터 착탈 가능하게 되어 있는 구성이다.
이러한 구성에 의하면, 사용 양태에 따라, 광원부를 장착한 상태와 광원부를 이탈한 상태를 자유롭게 선택할 수 있다. 특히, 상기 도광부는 상기 광원부가 장착되는 영역에서 도광층이 외부로 노출되어 이루어지는 집광부를 구비하고, 이 집광부로부터 외광이 받아들여지는 구성이다.
이에 따라, 외광이 풍부한 환경에서의 사용에서는 광원을 제거함으로써, 장치가 소형화 및 경량화된다. 또한, 대향면에 액정 구동용 전극이 형성된 한 쌍의 투명 전극 기판 간에 액정이 봉입되어 이루어지는 반사형 액정 표시 패널 및 이 반사형 액정 표시 패널에 광을 조사하는 조광부를 구비한 액정 표시 장치에서, 상기 조광부는 광원을 구비하며, 상기 반사형 액정 표시 장치의 본체로부터 착탈 가능하게 되어 있는 구성이다.
이러한 구성에 의하면, 사용 양태에 따라 조광부를 장착한 상태와 조광부를 이탈한 상태를 자유롭게 선택할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 LCD의 측단면도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 LCD의 주요부 단면도.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 LCD의 측단면도.
도 4는 종래의 LCD의 측단면도.
도 5는 종래의 LCD의 측단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10, 110 : LCD 패널
11 : 도광판
12 : 확산판
13 : 반사판
30 : 집광 렌즈
40, 140 : 케이싱
50 : 광원부
51 : 광원
52 : 도광부
53 : 반사면
150 : 조광부
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 LCD의 측단면도이다. LCD 패널(10), 도광판(11), 확산판(12), 반사판(13), 집광 렌즈(30) 및 이러한 유닛들을 수납 유지하는 케이싱(40)과 본 발명의 광원부(50)로 이루어진다. 도광판(11)으로는 아크릴판 등이 이용된다. 집광 렌즈(30)는, 도광판(11)과 별개인 렌즈 또는 도광판(11)과 동일한 아크릴 수지가 한 측면이 직사각형인 부분 원주형으로 가공된 것이다. 이들 도광판(11), 확산판(12), 반사판(13) 및 집광 렌즈(30)는, 조광부인 백라이트를 구성하고 있다. 또한, 케이싱(40)에서는, 채광용 창(41)이 열리면 집광 렌즈(30)가 외부에 보이도록 되어 있다.
또한, LCD 패널(10)로서는 폴리실리콘 등의 다결정 반도체를 이용한 박막 트랜지스터를 이용함으로써, 표시 화소 부분과 그 주변의 구동 회로를 동일 기판 상에 일체형으로 제조하는 드라이버 내장형을 채용하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 드라이버 IC의 외부 부착이 불필요해져서, 표시 화면 주위의 액자부가 축소되고 한층 더한 소형화 및 경량화가 달성되므로, 휴대용으로 적합한 LCD를 얻을 수 있다.
본 발명에서는, LCD 패널(10) 및 백라이트를 케이싱(40)에 수납하여 이루어지는 LCD 본체에 광원부(50)를 착탈할 수 있는 구성으로 되어 있다. 내부의 광원(51)으로는, 점광원인 LED, 선형 광원인 냉음극간 및 면광원인 평면 형광관 등이 이용된다. 이러한 광원부(50)는, 본체 케이싱(40)의 창(41) 부분에 마그네트, 감합 구조, 갈고리 및 저장 구조 등에 의해 장착/이탈을 행할 수 있게 되어 있다. 즉, 집광 렌즈(30)에 캡 형태로 장착할 수 있다.
도 2는 광원부(50)와 집광 렌즈(30)의 확대도이다. 광원부(50)에서, 아크릴 수지 등의 도광부(52) 및 예를 들면 형광 램프인 광원(51)은 반사판(53)에 의해 둘러싸여 있다. 도광부(52)에서, 집광 렌즈(30)에 대응하는 부분은 오목부(54)로 되어 있어서, 집광 렌즈(30)의 볼록면이 합체되도록 되어 있다. 오목부에서는, 반사판(53)이 제거되어 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 광원부(50)를 본체 케이싱(40)에 장착한 상태에서는, 도 2에서 광원부(50) 측의 오목부(54)에 본체 측의 집광 렌즈(30)의 볼록면이 배당된다. 이 상태에서, 광원(51)을 점등하여 광원(51)에서 발생된 광은 도광부(52)에 도입되고, 이것과 일체가 되어 광로를 접속하는 집광 렌즈(30) 또는 도광판(11)으로 도입된다. 이 광은, 확산판(12) 및 반사판(13)을 거쳐 최종적으로 LCD 패널(10)로 조사된다. 따라서, 조명이 어두운 옥내 또는 날씨가 나쁜 옥외 등과 같이 외광이 적은 환경에서 사용할 수 있다. 이 때, 광원(51)으로부터 도입된 광이 집광 렌즈(30)에서 누설되는 경우가 없어지므로, 광의 이용 효율이 고조되고 밝은 표시 화면을 얻을 수 있다.
또한, 광원부(50)를 본체로부터 이탈시키면, 집광 렌즈(30)가 외부로 나타난다. 이 상태에서는, 집광 렌즈(30)로부터 수용된 외광이 도광판(11)에 도입되고, LCD 패널(10)에 조사된다. 따라서, 조명이 밝은 옥내 또는 날씨가 좋은 옥외 등에서와 같이 외광이 풍부한 환경에서의 사용에 적합하다. 이 상태에서, 본체 측의 전원은 LCD 패널(10)만을 구동하므로 소비 전력이 낮다. 또한, 광원부(50)를 분리함으로써, 소형화 및 경량화가 달성된다. 이와 같이, 장치가 밝은 환경에서 사용될 것임을 미리 알고 있는 경우에는, 광원부(50)를 미리 분리해 놓음으로써 휴대에 알맞은 상태가 된다.
또한, 광원부(50)에 광원(51) 전용 전지를 부착하도록 구성함으로써, LCD 본체 측 구동 전원과 별개로 할 수가 있다. 이에 따라, 소비 전력이 큰 광원부(50)의 전원을 본체와는 다르게 교환할 수가 있어, 결과적으로 전원 전지의 수명을 길게 하여 전지의 교환 빈도를 감소시킬 수 있다.
도 3은, 본 발명의 제2 실시예에 따른 반사형 LCD의 측단면도이다. 반사형 LCD 패널(110), 이것을 수납 유지하는 케이싱(140) 및 본 발명의 조광부(150)를 구비하고 있다. 본 발명에서는, 광을 발생시키는 조광부(150)가 LCD 패널(110)을 수납한 본체 케이싱(140)에 착탈 가능하게 되어 있다. 조광부는(150), 형광 램프 및 LED 등의 광원(151), 아크릴 수지 등의 도광부(152), 및 도시되지 않은 반사면으로 이루어진다. 이 조광부(150)는, 마그네트, 감합 구조, 구연 및 저장 구조 등에 의해, 본체 케이싱(140)의 주연부의 관찰자 측에 착탈 가능한 구조로 되어 있다.
이 구성에서, 외광이 적은 환경에서는 도면과 같이 조광부(150)를 본체 케이싱(140)에 부착한다. 광원(151)으로부터 발생된 광은 도광부(152)를 통해 사출되고, LCD 패널(110)로 조사되어 표시 화면이 인식 가능해진다. 한편, 외광이 풍부한 환경에서는 조광부(150)를 분리함으로써, 통상의 반사형으로서 이용된다. 따라서, 제1 실시예와 마찬가지로 외광이 풍부한 환경에서의 사용에 한정되는 경우에는 미리 조광부(150)를 분리해 둠으로써, 휴대에 적합한 소형화 및 경량화를 실현할 수 있다. 또한, LCD 패널(140)의 구동용 전원 전지와 조광부(150)의 전원 전지를 달리 함으로써, 전지 교환의 빈도를 감소시킬 수 있다.
이상의 설명으로부터 분명히 알 수 있듯이, 외부의 광을 받아들이는 집광부를 구비한 액정 표시 장치 또는 반사형의 액정 표시 장치에서 광원을 착탈 가능하게 함으로써, 외부의 환경에 따라 알맞은 사용 형태로 할 수 있어, 결과적으로 소비 전력 절감, 소형화 및 경량화가 실현된다.

Claims (5)

  1. 대향면에 액정 구동용 전극이 형성된 한 쌍의 투명 전극 기판 사이에 액정이 봉입되어 구성되는 액정 표시 패널 및 상기 액정 표시 패널에 광을 조사하는 조광부를 구비한 액정 표시 장치에 있어서,
    상기 조광부는 광이 도입되는 도광부 및 상기 도광부에 광을 도입하는 광원부를 구비하며, 상기 광원부는 상기 도광부를 구비한 상기 조광부의 본체로부터 착탈 가능하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 도광부는, 적어도 상기 광원부가 장착되는 영역을 제외하고 반사면으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 도광부는, 상기 광원부가 장착되는 영역에서, 도광층이 외부로 노출되어 이루어지는 집광부를 구비하여, 상기 집광부로부터 외광을 받아들이는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광원의 전원과 상기 액정 표시 패널의 전원이 상이한 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  5. 대향면에 액정 구동용 전극이 형성된 한 쌍의 투명 전극 기판 사이에 액정이 봉입되어 구성되는 반사형 액정 표시 패널 및 상기 반사형 액정 표시 패널에 광을 조사하는 조광부를 구비한 액정 표시 장치에 있어서,
    상기 조광부는 광원을 구비하며, 상기 반사형 액정 표시 장치의 본체로부터 착탈 가능하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
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