KR20000038518A - 반사형 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반사형 액정표시장치에 관한 것으로, 본 발명에서는 프론트 라이트 어셈블리에 몇 가지 중요한 형태개선을 실시한다.
먼저, 본 발명에서는 도광판의 전면에 반구형상 또는 다각형상을 갖는 다수개의 광입사 융기들을 형성시킨다. 이러한 광입사 융기들은 램프로부터 출력되는 출력광이 자신에게 전달되는 경우, 이를 굴절시켜, 액정패널로 재 입사시킴으로써, 램프로부터 출력되는 출력광의 대부분이 액정패널의 반사막쪽으로 전달되도록 하는 역할을 수행한다. 이 경우, 반사막은 보다 많은 량의 빛을 전달받아 이를 외부로 반사시킬 수 있다.
또한, 본 발명에서는 도광판의 입광부쪽과 그 반대쪽에 형성된 광입사 융기들의 점유밀도를 서로 다르게 구성시킨다. 이 경우, 각 광입사 융기들은 액정패널의 반사막으로 입사시킬 수 있는 출력광의 양을 알맞게 조절받을 수 있게 되며, 결국, 반사광의 전체적인 휘도 밸런스는 도광판의 입광부쪽과 그 반대쪽에서 알맞은 균형을 유지할 수 있다.

Description

반사형 액정표시장치
본 발명은 반사형 액정표시장치에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 반사막으로 입사되는 입사광의 양과, 도광판의 휘도 밸런스가 적정 수준으로 조절되도록 함으로써, 전체적인 반사막의 반사율과, 반사광의 휘도가 현저히 향상될 수 있도록 하는 반사형 액정표시장치에 관한 것이다.
최근 현대사회가 정보사회화 되어감에 따라 정보표시장치의 하나인 액정표시장치는 그 중요성이 점차 증가되는 추세에 있으며, 특히, 그것이 갖고 있는 소형화, 경량화, 저전력소비화 등의 장점 때문에, 액정표시장치는 CRT(Cathode Ray Tube)의 단점을 극복할 수 있는 대체수단으로써 점차 그 사용 영역이 확대되는 추세에 있다.
통상, 이러한 액정표시장치는 광원의 종류에 따라서 투과형 액정표시장치와 반사형 액정표시장치로 분류된다.
이때, 투과형 액정표시장치란 백라이트 어셈블리를 광원으로 이용하여 백라이트에서 발산되는 빛을 고투과율의 투명전극(ITO:Indium Tin Oxide; 이하, "ITO"라 칭함)을 통해 투과시켜 액정패널에 화상정보를 디스플레이하는 방식의 액정표시장치를 말한다. 또한, 반사형 액정표시장치란 ITO 대신에 알루미늄과 같은 반사율이 높은 금속을 공통전극으로 사용하여 외부로부터 입사되는 빛, 예컨대, 자연광을 반사시키고, 이와 같이 반사된 빛을 통해 백라이트 어셈블리 없이, 액정패널에 화상정보를 디스플레이할 수 있는 방식의 액정표시장치를 말한다.
상술한 반사형 액정표시장치는 백라이트를 사용하지 않기 때문에, 투과형 액정표시장치에 비해 가볍고, 얇으며, 소비전력이 낮다는 많은 장점이 있어 노트북 컴퓨터, 휴대용 텔레비젼 등에 그 응용이 점차 확대되고 있는 추세에 있다.
이러한 반사형 액정표시장치의 일반적인 형상이나 구조는 예컨대, 미국특허공보 제 5408344 호 "선택적인 반사수단을 갖는 반사형 액정표시장치(Reflection type liquid crystal display with selective reflecting means)", 미국특허공보 제 5724111 호 "카운터 기판의 전극 사이드면에 형성된 광산란 수단을 갖는 반사형 액정표시장치(Reflective LCD having a light scattering means formed on an electrode side surface of a counter substrate)" 등에 상세하게 제시되어 있다.
그런데, 이러한 반사형 액정표시장치는 백라이트 등의 내부 광원을 사용하지 않기 때문에, 소비전력이 낮아지는 장점이 있는 반면에, 반사되는 광의 휘도가 투과형 액정표시장치에 비해 10배 이상 낮아지는 단점을 갖고 있다. 이러한 단점은 어두운 장소일수록 더욱 두드러진다. 이 경우, 디스플레이되는 이미지는 매우 어두워지게 되고, 결국, 전체적인 화상품질은 현저히 저하된다.
종래의 경우, 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 예컨대, 미국특허공보 제 5204765 호 "기판과 패턴수지와 반사막으로 이루어진 반사수단을 갖는 액정표시장치와 그 제조방법(Liquid crystal display device having reflector of a substrate, a patterned resin, and a reflective film, and method of making same)", 미국특허공보 제 5220444 호 "기판과 금속막 사이에 엣칭된 산화막을 갖는 반사형 액정표시장치와 그 제조방법(Reflective-type liquid crystal display device with etched oxide layer between substrate and metal film and method for producing same) 등에 제시된 바와 같이, Al 반사막의 표면에 컨벡스(Convex)를 형성시킴으로써, 반사광의 휘도를 향상시키는 방법이 강구되고 있다.
또한, 다른 방법으로, TFT 패널에 유기 블랙 매트릭스를 증착하여 입사광의 흡수와 반사를 적정 크기로 조절함으로써, 전체적인 반사광의 휘도향상을 도모하는 방법이 강구되고 있다.
또한, 다른 방법으로, 예컨대, 미국특허공보 제 5608550 호 "반사막으로 직광을 전달하는 마이크로융기를 갖는 휘도향상필름이 구비된 프론트 리트 액정표시장치(Front-lit liquid crystal display having brightness enhancing film with microridges which directs light through the display to a reflector)", 미국특허공보 제 5477239 호 "액정표시장치용 프론트 라이팅 시스템(Front lighting system for liquid crystal display)" 등에 제시된 바와 같이, LCD 패널의 전면에 투과형 액정표시장치의 백라이트 어셈블리와 유사한 기능을 하는 프론트 라이트 어셈블리를 배치하고, 이를 통해, TFT 패널의 반사막으로 입사되는 입사광의 크기가 증대되도록 함으로써, 전체적인 반사광의 휘도향상을 도모하는 방법이 강구되고 있다.
그러나, 이러한 종래의 반사형 액정표시장치에는 몇 가지 중대한 문제점이 있다.
상술한 바와 같이, 종래의 반사형 액정표시장치는 별다른 조치를 취하지 않는 경우, 반사되는 광의 휘도가 투과형 액정표시장치에 비해 10배 이상 낮아지는 단점이 있다.
이러한 단점을 극복하기 위하여, 상술한 미국특허공보 제 5204765 호에서 제시된 바와 같이, Al 반사막의 표면에 컨벡스를 형성시킴으로써, 반사광의 휘도를 향상시키는 방법이 강구되는 경우, 컨벡스를 형성하기 위하여 별도의 마스크를 사용하여야 함으로써, 전체적인 공정이 복잡해지는 문제점이 야기된다.
또한, 반사광의 휘도를 향상시키기 위하여 상술한 미국특허공보 제 5220444 호에서 제시된 방법이 강구되는 경우, 산화막을 에칭할 때, 에칭조건을 정확히 설정하기가 매우 어려워짐으로써, 전체적인 공정 난이도가 높아지는 문제점이 야기된다.
또한, 반사광의 휘도를 향상시키기 위하여, TFT 패널에 유기 블랙 매트릭스를 증착하여 광의 흡수와 반사를 조절함으로써, 휘도향상을 도모하는 방법이 강구되는 경우, 마스크 제작, 마스크 교정에 큰 어려움이 따르며, 또한, 유기물질 자체를 비전도성으로 만들거나 유기물질 블랙 매트릭스를 도포하기 전에 보호막을 도포해야 하기 때문에 전제적인 공정이 매우 복잡해지는 또 다른 문제점이 야기된다.
또한, 반사광의 휘도를 향상시키기 위하여, 미국특허공보 제 5608550 호, 미국특허공보 제 5477239 호 등에서 제시된 바와 같은, 프론트 라이트 어셈블리를 배치하는 방법이 강구되는 경우, 비록, 복잡한 공정절차를 배제할 수 있는 장점이 있기는 하지만, 프론트 라이트 어셈블리의 일부를 이루는 도광판의 방해로 인해, 최종 출력되는 반사광의 휘도가 현저히 낮아지는 또 다른 문제점이 야기된다.
따라서, 본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 복잡한 공정절차, 공정 난이도 증가 등의 문제점을 배제하면서도, 최종 출력되는 반사광의 휘도를 현저히 향상시키는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 도광판의 형상을 개선하여, 프론트 라이트 어셈블리가 반사광의 휘도향상을 위해 장치내에 배치되더라도, 도광판이 최종 출력되는 반사광의 휘도저하에 영향을 미치지 않도록 하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적들은 다음의 상세한 설명과 첨부된 도면으로부터 보다 명확해질 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 반사형 액정표시장치의 형상을 도시한 예시도.
도 2는 도 1의 요부 단면도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 광입사 융기에 램프 출력광이 입사되는 모습을 도시한 예시도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 광입사 융기들의 배열형상을 도시한 예시도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사형 액정표시장치의 형상을 도시한 예시도.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 반사광의 휘도를 향상시킬 수 있는 종래의 여러 가지 방법들 중에서, 복잡한 공정단계가 불필요한 프론트 라이트 어셈블리를 배치하는 방법을 선택한다. 물론, 종래의 프론트 라이트 어셈블리를 배치하는 방법을 별 다른 개선사항 없이 그대로 실시하면, 상술한 바와 같이, 도광판의 방해로 인해, 최종 출력되는 반사광의 휘도가 크게 저하되는 문제점이 야기될 수 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명에서는 프론트 라이트 어셈블리에 몇 가지 중요한 형태개선을 실시한다.
일례로, 본 발명에서는 도광판의 전면에 반구형상 또는 다각형상을 갖는 다수개의 광입사 융기들을 형성시킨다. 이러한 광입사 융기들은 램프로부터 출력되는 출력광이 자신에게 전달되는 경우, 이를 반사막이 내장된 액정패널쪽으로 재 입사시킴으로써, 램프로부터 출력되는 출력광의 대부분이 반사막으로 전달되도록 한다. 이 경우, 반사막은 보다 많은 량의 빛을 전달받아 이를 외부로 반사시킬 수 있다.
요컨대, 본 발명의 프론트 라이트 어셈블리는 광입사 융기들의 형성으로 인해, 반사막으로 입사되는 입사광의 크기가 크게 증대되는 효과를 제공할 수 있으며, 결국, 도광판이 반사광의 원활한 출력을 방해함에도 불구하고, 최종 출력되는 반사광의 전체적인 휘도향상을 유도할 수 있다.
이때, 본 발명의 특징에 따르면, 광입사 융기들은 램프쪽에서 멀어질수록 밀도가 증가한다.
일례로, 광입사 융기들 중 램프와 가장 인접한 1차 융기들은 도광판의 전체면을 기준으로, 9%~12%의 밀도를 유지하게 되고, 1차 융기들보다 램프에서 이격 배치되는 2차 융기들은 1차 융기들보다 조밀하게 배치되어, 도광판의 전체면을 기준으로, 14%~17%의 밀도를 유지하게 되며, 1차, 2차 융기들보다 램프에서 좀더 떨어져 이격 배치되는 3차 융기들은 1차, 2차 융기들보다 좀더 조밀하게 배치되어, 도광판의 전체면을 기준으로, 19%~21%의 밀도를 유지하게 된다. 이 경우, 램프와 가장 인접하여 배치되는 1차 융기들은 가장 적은 량의 빛을 액정패널쪽으로 재입사시키게 되고, 램프와 원거리 떨어져 배치되는 3차 융기들은 가장 많은 량의 빛을 액정패널쪽으로 재입사시키게 된다.
이러한 본 발명이 실시되는 경우, 반사막에 의해 최종 출력되는 반사광은 램프와의 이격 거리와 상관 없이, 균일한 휘도를 나타낼 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 반사형 액정표시장치를 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 반사형 액정표시장치에서, 지지본체(20)의 수납공간에는 입사되는 외광을 자신의 전면으로 반사하는 액정패널(3)이 수납 배치되며, 액정패널(3)의 전면에는 액정패널(3)로 일정량의 광을 입사시키는 프론트 라이트 어셈블리(10)가 수납 배치된다.
이때, 도면에 도시된 바와 같이, 액정패널(3)은 TFT 기판(2)과 칼라필터 기판(1)의 조합으로 이루어지는데, 이러한 TFT 기판(2)과 칼라필터 기판(1)은 액정(8)을 개재시킨 상태로 서로 대향되도록 배치된다.
여기서, 컬러필터 기판(1)의 전면에는 컬러 패턴들을 커버한 상태로 전극층(도시안됨)이 형성되며, 컬러필터 기판(1)의 후면에는 확산판(6), 편광판(7)이 연이어 형성된다. 이러한 확산판(6)과 편광판(7)은 각각 입사되는 빛을 균일화시키고, 편광시키는 역할을 수행한다.
이때, TFT 기판(2)의 전면에는 유기 절연막(4)이 형성되는데, 이러한 유기 절연막(4)은 TFT 패턴들(도시안됨)을 균일한 두께로 커버함으로써, TFT 패턴들의 상부가 고르게 평탄화되도록 한다.
여기서, 유기 절연막(4)의 전면에는 반사막(5)이 형성되며, 이러한 반사막(5)은 외부로부터 입사되는 광선, 예컨대, 자연광, 램프 입사광 등을 입사받아 이를 외부로 다시 반사시키는 역할을 수행한다.
한편, 상술한 프론트 라이트 어셈블리(10)는 램프(13) 및 램프 반사판(11)으로 구성되는 램프툴(30)과, 램프툴(30)의 측부에 끼워지는 도광판(12)의 조합으로 이루어진다.
이때, 도면에 도시된 바와 같이, 도광판(12)의 전면에는 일례로, 반구형상을 이루는 광입사 융기들(17)이 다수개 배치된다.
이러한 광입사 융기들(17)은 본 발명의 요지를 이루는 부품으로, 램프(13)로부터 출력되는 출력광이 자신에게 전달되는 경우, 이를 굴절시켜, 액정패널로 재 입사시킴으로써, 출력광의 대부분이 액정패널(3)의 반사막(5)쪽으로 전달되도록 하는 역할을 수행한다. 이 경우, 반사막(5)은 자연광 이외에, 램프(13)의 출력광을 추가로 전달받아 이를 외부로 반사시킬 수 있다.
여기서, 도 2에 도시된 바와 같이, 광입사 융기들(17)은 램프(13)에 인접하여 배치되며, 일정 밀도를 갖는 1차 융기들(14)과, 1차 융기들(14)을 사이에 두고, 램프(13)에서 이격 배치되는 2차 융기들(15)과, 1, 2차 융기들(14,15)을 사이에 두고 램프(13)에서 이격 배치되는 3차 융기들(16)의 조합으로 이루어진다. 이러한 1차, 2차, 3차 융기들은 램프에서만 이격 배치될 뿐, 자신들끼리는 서로 일정 거리 이격됨 없이, 연속하여 배치된 구조를 이룬다.
이때, 도광판(12)의 입광부쪽에 배치되는 1차 융기들(14)은 서로의 간격이 멀게 떨어져 듬성듬성 배열되고, 입광부와 일정 거리 이격된 2차, 3차 융기들(15,16)은 도광판(12)의 끝쪽으로 갈수록 서로의 간격이 가까이 붙어 촘촘히 배열된다.
이와 같이, 광입사 융기들(17)은 램프(13)측에서 멀어질수록, 즉, 도광판(12)의 끝으로 갈수록 서로간의 간격이 조밀해짐으로써, 결국, 자신의 점유밀도가 도광판(12)의 전체면적을 기준으로 점차 증가되는 구조를 이룬다.
이처럼, 광입사 융기들(17)의 점유밀도가 도광판(12)의 끝으로 갈수록 증가하는 경우, 램프(13)와 인접한 광입사 융기들(17), 예컨대, 1차 융기들(14)은 램프(13)와 일정 거리 이격된 광입사 융기들, 예컨대, 2차, 3차 융기들(15,16)보다 램프(13)의 출력광을 반사막(5)쪽으로 덜 입사시키게 되고, 이와 반대로, 램프(13)와 일정 거리 이격된 2, 3차 융기들(15,16)은 램프(13)와 인접한 광입사 융기들(17), 예컨대, 1차 융기들(14)보다 램프(13)의 출력광을 반사막(5)쪽으로 더 입사시키게 된다.
본 발명이 이러한 구조를 이루는 경우, 램프(13)와 인접한 1차 융기들(14)은 램프(13)와 인접 배치되기 때문에, 많은 량의 빛을 기본적으로 공급받을 수 있음으로써, 점유밀도가 적어지더라도 적정 수준 이상의 빛을 반사막(5)으로 입사시킬 수 있다. 또한, 램프(13)와 이격 배치되는 2, 3차 융기들(15,16)은 점유밀도가 크기 때문에, 빛을 공급받을 수 있는 자신의 가용면적을 대폭 확대시킬 수 있음으로써, 램프(13)와의 거리가 멀어지더라도 적정 수준 이상의 빛을 반사막(5)으로 입사시킬 수 있다. 결국, 반사막(5)에 의해 최종 출력되는 반사광은 도광판(12)의 입광부쪽과 그 반대쪽이 동일한 휘도를 나타내게 된다.
만약, 광입사 융기들(17)에 별다른 조치가 취해지지 않은 상태에서, 도광판(12)이 프론트 라이트 어셈블리의 일부 구성요소로 채용되는 경우, 램프(13)와 인접한 1차 융기들(14)은 램프(13)와 이격된 2, 3차 융기들(15,16)보다 많은 양의 출력광을 전달받아 이를 액정패널(3)의 반사막(5)으로 입사하게 될 것이고, 램프(13)와 이격된 2, 3차 융기들(15,16)은 램프(13)와 인접한 1차 융기들(14)보다 적은 양의 출력광을 전달받아 이를 액정패널(3)의 반사막(5)으로 입사하게 될 것이다. 이 경우, 반사막(5)에 의해 최종 출력되는 반사광은 도광판(12)의 입광부쪽과 그 반대쪽에서 불균일한 정도를 나타내게 될 것이며, 결국, 반사형 액정표시장치의 휘도품질은 현저히 저하되게 될 것이다.
이를 방지하기 위하여, 본 발명에서는 상술한 바와 같이, 도광판(12)의 입광부쪽과 그 반대쪽에 형성된 광입사 융기들(17)의 점유밀도를 서로 다르게 구성시키고, 이를 통해, 각 광입사 융기들(17)이 액정패널(3)의 반사막(5)으로 입사시킬 수 있는 출력광의 양을 알맞게 조절받도록 함으로써, 반사광의 전체적인 휘도 밸런스가 도광판(12)의 입광부쪽과 그 반대쪽에서 알맞은 균형을 유지할 수 있도록 한다.
이러한 본 발명의 사상이 실시된 일례로, 도면에 도시된 바와 같이, 광입사 융기들(17) 중 램프(13)와 가장 인접하여 영역 A에 배열되는 1차 융기들(14)은 도광판(12)의 전체면을 기준으로, 9%~12%의 밀도를 유지하게 되고, 1차 융기들(14)보다 램프(13)에서 이격 배치되어 영역 B에 배열되는 2차 융기들(15)은 1차 융기들(14)보다 조밀하게 배치되어, 도광판(12)의 전체면을 기준으로, 1차 융기들(14)보다 높은 14%~17%의 밀도를 유지하게 된다. 또한, 1차, 2차 융기들(14,15)보다 램프(13)에서 좀더 떨어져 이격 배치되어 영역 C에 배열되는 3차 융기들(16)은 1차, 2차 융기들(14,15)보다 좀더 조밀하게 배치되어, 도광판(12)의 전체면을 기준으로, 1차, 2차 융기들(14,15)보다 높은 19%~21%의 밀도를 유지하게 된다.
이 경우, 램프(13)와 가장 인접하여 배치되는 1차 융기들(14)은 가장 적은 량의 빛을 액정패널(12)쪽으로 재입사시키게 되고, 램프(13)와 원거리 떨어져 배치되는 3차 융기들(16)은 가장 많은 량의 빛을 액정패널(3)쪽으로 재입사시키게 된다. 이 경우, 상술한 바와 같이, 반사막에 의해 최종 출력되는 반사광은 도광판의 입광부쪽과 그 반대쪽에서 동일한 휘도를 나타내게 된다.
이러한 구조를 이루는 본 발명에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 램프(13)에서 출력되는 출력광은 광입사 융기들(17), 예컨대, 1차 융기들(14)의 내벽으로 전달된다. 이때, 1차 융기들(14)의 내벽은 램프(13)의 출력광이 액정패널(3)의 반사막(5)으로 원활히 입사될 수 있도록 매끄럽게 경면처리된다. 물론, 램프(13)에서 출력되는 출력광은 1차 융기들(14)의 내벽 뿐만아니라, 2차, 3차 융기들(15,16)의 내벽으로도 전달되며, 이러한 2차, 3차 융기들(15,16)의 내벽 또한 1차 융기들(14)의 내벽과 마찬가지로 매끄럽게 경면처리된다.
여기서, 램프(13)에서 출력되어, 법선 Ⅰ과 임계각 Qc를 이루는 출력광은 법선 Ⅰ과 직각을 이루는 화살표 Lc를 따라 출력된다. 이와 같이, 법선 Ⅰ과 임계각 Qc를 이루는 출력광은 임계각 Qc이외의 다른 각도를 이루는 출력광들의 출력방향을 결정짓는 중요한 기준이 된다.
이때, 각 융기들에 별다른 조치를 취하지 않는 경우, 도면에 도시된 바와 같이, 램프(13)에서 출력되어, 임계각 Qc보다 더 작은 각도를 이루는 출력광은 화살표 L2를 따라 출력되어 액정패널(3)의 반대방향으로 누설될 것이다. 이와 반대로, 임계각 Qc보다 더 큰 각도를 이루는 출력광은 법선 Ⅱ와 맞닿은 후 화살표 L1을 따라 출력되어 액정패널(3) 방향으로 입사될 것이다.
상술한 바와 같이, 광입사 융기들(17)은 기본적으로, 램프(13)로부터 출력되는 출력광을 액정패널(3)로 재 입사시킴으로써, 램프(13)로부터 출력되는 출력광의 대부분이 액정패널(3)의 반사막(5)쪽으로 전달되도록 하는 역할을 수행하여야 하기 때문에, 생산라인에서는 광입사 융기들(17)의 직경 및 돌출높이를 적정 수준으로 조절하여, 램프(13)에서 출력되는 출력광의 대부분이 임계각 Qc에 상관 없이 모두 광입사 융기들로 입력될 수 있도록 유도하여야 한다.
이때, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 1차, 2차, 3차 융기들(14,15,16)이 각각 서로 다른 직경 및 돌출높이를 유지하도록 하여, 광입사 융기들(17)의 직경 및 돌출높이가 1차 융기들(14)로부터 2차, 3차 융기들(15,16)로 갈수록 대폭 감소하는 경향을 이루도록 한다.
구조적으로, 광입사 융기들(17)은 자신의 직경 및 돌출높이가 감소할수록 임계각 Qc에 상관 없이 램프(13)에서 출력되는 출력광의 대부분을 전달받을 수 있음으로, 결국, 직경 및 돌출높이가 적은 2차, 3차 융기들(15,16)은 직경 및 돌출높이가 큰 1차 융기들(14)보다 많은 량의 빛을 액정패널(3)쪽으로 재입사시킬 수 있다.
이러한 광입사 융기들(17)의 구조는 반사막(5)에 의해 최종 출력되는 반사광이 도광판(12)의 입광부쪽과 그 반대쪽에서 동일한 휘도를 나타내게 되는 효과를 극대화 한다.
이때, 1차 융기들(14)의 직경 b와 돌출높이 a는 각각 95㎛~105㎛, 9㎛~11㎛를 유지한다. 이 경우, 1차 융기들(14)은 임계각 Qc에 상관 없이 램프(13)에서 출력되는 출력광의 대부분을 전달받을 수 있고, 주어진 조건 내에서, 보다 많은 량의 빛을 액정패널(3)쪽으로 재입사시킬 수 있다. 물론, 1차 융기들(14)이 액정패널(3)쪽으로 재입사시킬 수 있는 출력광의 량은 상술한 밀도차이, 사이즈 차이에 의하여 2차, 3차 융기들(15,16) 보다는 미미하다.
또한, 2차 융기들의 직경 d와 돌출높이 c는 각각 75㎛~85㎛, 6㎛~8㎛를 유지한다. 이 경우, 2차 융기들은 1차 융기들과 마찬가지로, 임계각 Qc에 상관 없이 램프(13)에서 출력되는 출력광의 대부분을 전달받을 수 있고, 주어진 조건 내에서, 보다 많은 량의 빛을 액정패널쪽으로 재입사시킬 수 있다. 물론, 2차 융기들(15)이 액정패널(3)쪽으로 재입사시킬 수 있는 출력광의 량이 1차 융기들(14) 보다 많은 것은 당연하다.
또한, 3차 융기들(16)의 직경 f와 돌출높이 e는 각각 55㎛~65㎛, 3㎛~5㎛를 유지한다. 이 경우, 3차 융기들(16)은 1차, 2차 융기들(15,16)과 마찬가지로, 임계각 Qc에 상관 없이 램프(13)에서 출력되는 출력광의 대부분을 전달받을 수 있고, 주어진 조건 내에서, 보다 많은 량의 빛을 액정패널(3)쪽으로 재입사시킬 수 있다. 물론, 3차 융기들(16)이 액정패널(3)쪽으로 재입사시킬 수 있는 출력광의 량이 상술한 1차, 2차 융기들(14,15) 보다 많은 것은 당연하다.
후술하는 <표 1>에는 본 발명을 실시하지 않은 경우와, 본 발명을 실시한 경우에 반사형 액정표시장치가 나타내는 대표적인 특성, 예컨대, "반사막의 반사율", "반사광의 콘트라스트비"의 비교결과가 제시된다.
이때, 특성평가실험에는 2.2mm의 광경을 갖는 램프(13) 및 2.5mm의 두께, 40g의 무게를 갖는 도광판(12)으로 구성된 프론트 라이트 어셈블리(10)가 사용되었다. 이러한 특성평가실험에서는 평가결과의 전체적인 신뢰성을 확보하기 위하여, 본 발명 특유의 광입사 융기들(17)의 형성유무를 제외하고, 다른 여러 조건은 모두 동일하게 하였다.
여기서, 후술하는 <표 1>에 제시된 바와 같이, 본 발명의 광입사 융기들(17)이 도광판(12)에 형성되는 경우, "반사막의 반사율", "반사광의 콘트라스트비"는 종래에 비해 현저한 향상을 보인다.
평가 아이템 광입사 융기들이 형성 안된 경우 광입사 융기들이 형성된 경우
반사막의 반사율 15%~30% 40%~50%
반사광의 콘트라스트비 1.5:1~1.7:1 2:1~2.5:1
먼저, <표 1>에 제시된 바와 같이, 반사막(5)의 반사율은 본 발명의 광입사 융기들(17)이 형성 안된 경우, 15%~30% 정도의 값만을 유지하던 것에 비해, 본 발명의 광입사 융기들(17)이 형성된 경우, 이보다 그 값이 현저히 증가한 40%~50%를 나타내었다.
이는 상술한 바와 같이, 본 발명 특유의 광입사 융기들(17)이 램프(13)로부터 출력되는 출력광을 굴절시켜, 이를 액정패널(3)로 재 입사시킴으로써, 반사막(5)이 보다 많은 량의 빛을 외부로 반사시킬 수 있도록 하는 작용을 수행하였기 때문이다.
또한, <표 1>에 제시된 바와 같이, 반사광의 콘트라스트비는 본 발명의 광입사 융기들(17)이 형성 안된 경우, 1.5:1~1.7:1의 값만을 유지하던 것에 비해, 본 발명의 광입사 융기들(17)이 형성된 경우, 이보다 그 값이 현저히 증가한 2:1~2.2:1를 나타내였다.
이는 상술한 바와 같이, 본 발명 특유의 광입사 융기들(17)이 도광판(12)의 입광부쪽과 그 반대쪽에서 서로 다른 점유밀도를 갖고 형성됨으로써, 반사광의 전체적인 휘도 밸런스가 도광판(12)의 입광부쪽과 그 반대쪽에서 알맞은 균형을 유지할 수 있도록 하는 작용을 수행하였기 때문이다.
한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 도광판(12)의 전면에는 일례로, 다각형상을 이루는 광입사 융기들(27)이 다수개 배치된다.
이와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 의해 광입사 융기들(27)의 형상이 상술한 반구형상에서 다각형상으로 변경되더라도, 광입사 융기들(27)은 램프(13)로부터 출력되는 출력광이 자신에게 전달되는 경우, 이를 굴절시켜, 액정패널(3)로 재 입사시킴으로써, 램프(13)로부터 출력되는 출력광의 대부분이 액정패널(3)의 반사막(5)쪽으로 전달되도록 하는 역할을 수행한다. 이 경우, 반사막(5)은 보다 많은 량의 빛을 전달받아 이를 외부로 반사시킬 수 있다.
이때, 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 광입사 융기들(27) 중 램프(13)와 가장 인접하여 도광판(22)의 영역 D에 배열된 1차 융기들(24)은 도광판(22)의 전체면을 기준으로, 9%~12%의 밀도를 유지하게 되고, 1차 융기들(24)보다 램프에서 이격 배치되어 도광판(22)의 영역 E에 배열되는 2차 융기들(25)은 1차 융기들(24)보다 조밀하게 배치되어, 도광판(22)의 전체면을 기준으로, 1차 융기들(24)보다 높은 14%~17%의 밀도를 유지하게 된다. 또한, 1차, 2차 융기들(24,25)보다 램프(13)에서 좀더 떨어져 이격 배치되어 도광판(22)의 영역 F에 배열되는 3차 융기들(26)은 1차, 2차 융기들(24,25)보다 좀더 조밀하게 배치되어, 도광판(22)의 전체면을 기준으로, 1차, 2차 융기들(24,25)보다 높은 19%~21%의 밀도를 유지하게 된다.
이 경우, 상술한 실시예와 마찬가지로, 램프(13)와 가장 인접하여 배치되는 1차 융기들(24)은 가장 적은 량의 빛을 액정패널(3)쪽으로 재입사시키게 되고, 램프(13)에서 원거리 떨어져 배치되는 3차 융기들(26)은 가장 많은 량의 빛을 액정패널(3)쪽으로 재입사시키게 된다.
이러한 본 발명의 다른 실시예가 달성되는 경우, 상술한 바와 같이, 램프(13)와 인접한 1차 융기들(24)은 램프(13)와 인접 배치되기 때문에, 많은 량의 빛을 기본적으로 공급받을 수 있음으로써, 점유밀도가 적어지더라도 적정 수준 이상의 빛을 반사막(5)으로 입사시킬 수 있다. 이와 비교하여, 램프(13)에서 이격 배치되는 2차, 3차 융기들(25,26)은 점유밀도가 크기 때문에, 빛을 공급받을 수 있는 자신의 가용면적을 확대받을 수 있음으로써, 램프(13)와의 거리가 멀어지더라도 적정 수준 이상의 빛을 반사막(5)으로 입사시킬 수 있다. 결국, 반사막(5)에 의해 최종 출력되는 반사광은 도광판(22)의 입광부쪽과 그 반대쪽에서 동일한 휘도를 나타내게 된다.
이러한 구조에서, 램프(13)에서 출력된 출력광은 광입사 융기들(27), 예컨대, 1차 융기들(24)의 내벽으로 전달된다. 이때, 1차 융기들(24)의 내벽은 상술한 실시예와 마찬가지로 램프(13)의 출력광이 액정패널(3)의 반사막(5)으로 원활히 입사될 수 있도록 매끄럽게 경면처리된다. 물론, 램프(13)에서 출력되는 출력광은 1차 융기들(24)의 내벽 뿐만아니라, 2차, 3차 융기들(25,26)의 내벽으로도 전달되며, 이러한 2차, 3차 융기들(25,26)의 내벽 또한 1차 융기들(24)의 내벽과 마찬가지로 매끄럽게 경면처리된다.
이때, 상술한 실시예와 마찬가지로, 1차, 2차, 3차 융기들(24,25,26)은 서로 다른 직경 및 돌출높이를 유지하여, 1차 융기들(24)로부터 2차, 3차 융기들(25,26)로 갈수록 직경 및 돌출높이가 대폭 감소하는 경향을 이룬다.
결국, 직경 및 돌출높이가 적은 2차, 3차 융기들(25,26)은 직경 및 돌출높이가 큰 1차 융기들(24)보다 많은 량의 빛을 액정패널(3)쪽으로 재입사시킬 수 있다.
이러한 본 발명의 다른 실시예에 따른 광입사 융기들(27)의 구조는 반사막(5)에 의해 최종 출력되는 반사광이 도광판(22)의 입광부쪽과 그 반대쪽에서 동일한 휘도를 나타내게 되는 효과를 극대화 한다.
한편, 이러한 본 발명의 각 실시예에 있어서, TFT 기판(2)에 전원이 인가됨과 아울러, 외부로부터 입사되는 자연광과, 본 발명의 프론트 라이트 어셈블리(10)의 입사광이 반사막(5)에 다다르면, 반사막(5)은 입사되는 각 광선을 외부로 다시 반사시키게 된다.
이때, 반사막(5)에 의해 외부로 다시 반사된 빛은 액정(8)과, 칼라필터 기판(1)을 투과한 후, 확산판(6), 편광판(7), 도광판(22)을 경유하여 외부로 출사된다.
이러한 작용이 완료되면, 반사형 액정표시장치에는 원하는 정보가 최종적으로 디스플레이된다.
이와 같이, 본 발명에서는 도광판의 전면에 서로 다른 점유밀도를 갖는 다수개의 광입사 융기들을 형성시키고, 이를 통해, 반사막으로 입사되는 입사광의 양과, 도광판의 휘도 밸런스가 적정 수준으로 조절되도록 함으로써, 전체적인 반사막의 반사율과, 반사광의 휘도가 현저히 향상되는 효과를 제공한다.
이러한 본 발명은 단지 상술한 반사형 액정표시장치에 국한되지 않으며, 도광판을 이용하는 여러 가지 액정표시장치, 예컨대, 투과형 액정표시장치에서도 전반적으로 유용한 효과를 나타낸다.
그리고, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한일이다.
이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 첨부된 특허청구의 범위안에 속한다 해야 할 것이다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 반사형 액정표시장치에서는 프론트 라이트 어셈블리에 몇 가지 중요한 형태개선을 실시한다.
먼저, 본 발명에서는 도광판의 전면에 반구형상 또는 다각형상을 갖는 다수개의 광입사 융기들을 형성시킨다. 이러한 광입사 융기들은 램프로부터 출력되는 출력광이 자신에게 전달되는 경우, 이를 굴절시켜, 액정패널로 재 입사시킴으로써, 램프로부터 출력되는 출력광의 대부분이 액정패널의 반사막쪽으로 전달되도록 하는 역할을 수행한다. 이 경우, 반사막은 보다 많은 량의 빛을 전달받아 이를 외부로 반사시킬 수 있다.
또한, 본 발명에서는 도광판의 입광부쪽과 그 반대쪽에 형성된 광입사 융기들의 점유밀도를 서로 다르게 구성시킨다. 이 경우, 각 광입사 융기들은 액정패널의 반사막으로 입사시킬 수 있는 출력광의 양을 알맞게 조절받을 수 있게 되며, 결국, 반사광의 전체적인 휘도 밸런스는 도광판의 입광부쪽과 그 반대쪽에서 알맞은 균형을 유지할 수 있다.

Claims (18)

  1. 수납공간이 정의된 지지본체와;
    상기 수납공간에 수납되며, 입사되는 외광을 전면으로 반사하는 액정패널과;
    상기 액정패널의 전면에 놓여지며, 상기 수납공간에 수납되고, 상기 액정패널로 광을 입사시키는 프론트 라이트 어셈블리를 포함하며,
    상기 프론트 라이트 어셈블리는 램프와, 상기 램프를 감싸는 램프 반사판으로 구성되는 램프툴과;
    상기 램프툴의 측부에 끼워지며, 상기 램프로부터 출력되는 광을 상기 액정패널로 입사시키는 도광판을 포함하고,
    상기 도광판의 전면에는 상기 램프쪽에서 멀어질수록 밀도가 증가하는 광입사 융기들이 다수개 배치되는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 광입사 융기들은 반구형상을 갖는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 광입사 융기들은 상기 램프에 인접하여 배치되며, 일정 밀도를 갖는 1차 융기들과;
    상기 1차 융기들을 사이에 두고, 상기 램프에서 이격 배치되며, 상기 1차 융기들 보다 조밀하게 배치되어, 상기 1차 융기들의 밀도 보다 더 큰 밀도를 갖는 2차 융기들과;
    상기 1차, 2차 융기들을 사이에 두고 상기 램프에서 이격 배치되며, 상기 1차, 2차 융기들 보다 조밀하게 배치되어, 상기 1차, 2차 융기들의 밀도 보다 더 큰 밀도를 갖는 3차 융기들을 포함하며,
    상기 1차, 2차, 3차 융기들은 연속하여 배치되는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 1 차 융기들의 밀도는 상기 도광판의 전체면을 기준으로, 9%~12%인 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시장치.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 2차 융기들의 밀도는 상기 도광판의 전체면을 기준으로, 14%~17%인 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시장치.
  6. 제 3 항에 있어서, 상기 3차 융기들의 밀도는 상기 도광판의 전체면을 기준으로, 19%~21%인 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시장치.
  7. 제 3 항에 있어서, 상기 1차, 2차, 3차 융기들은 직경이 각각 다른 것을 특징으로하는 반사형 액정표시장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 1차, 2차, 3차 융기들은 상기 1차 융기들로부터 상기 2차, 3차 융기들로 갈수록 직경이 감소하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 1차 융기들의 직경은 95㎛~105㎛인 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시장치.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 2차 융기들의 직경은 75㎛~85㎛인 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시장치.
  11. 제 8 항에 있어서, 상기 3차 융기들의 직경은 55㎛~65㎛인 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시장치.
  12. 제 8 항에 있어서, 상기 1차, 2차, 3차 융기들은 돌출높이가 각각 다른 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시장치.
  13. 제 7 항에 있어서, 상기 1차, 2차, 3차 융기들은 상기 1차 융기들로부터 상기 2차, 3차 융기들로 갈수록 돌출높이가 감소하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시장치.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 1차 융기들의 돌출높이는 9㎛~11㎛인 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시장치.
  15. 제 13 항에 있어서, 상기 2차 융기들의 돌출높이는 6㎛~8㎛인 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시장치.
  16. 제 13 항에 있어서, 상기 3차 융기들의 돌출높이는 3㎛~5㎛인 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시장치.
  17. 제 2 항에 있어서, 상기 광입사 융기들의 내벽은 경면처리되는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시장치.
  18. 제 1 항에 있어서, 상기 광입사 융기들은 다각형상을 갖는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시장치.
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KR20010074133A (ko) * 2001-03-30 2001-08-04 고경진 백라이트용 도광판
KR20040005309A (ko) * 2002-07-09 2004-01-16 삼성전자주식회사 도광장치와 이를 갖는 백라이트 어셈블리 및 액정 표시 장치
KR20040014890A (ko) * 2002-08-12 2004-02-18 (주)나노디스플레이 Lcd 디스플레이 백라이트 장치에서 무인쇄용 양각패턴의고휘도 도광판
KR100806133B1 (ko) * 2006-08-29 2008-02-22 신화인터텍 주식회사 확산 시트, 이를 포함하는 백라이트 어셈블리 및 액정 표시장치

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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