KR20010073239A

KR20010073239A - 반사형 표시장치

Info

Publication number: KR20010073239A
Application number: KR1020000000638A
Authority: KR
Inventors: 문정민
Original assignee: 구본준, 론 위라하디락사; 엘지.필립스 엘시디 주식회사
Priority date: 2000-01-07
Filing date: 2000-01-07
Publication date: 2001-08-01
Also published as: US20010028505A1; US6543901B2; KR100627109B1

Abstract

본 발명은 주변광이나 보조광원으로부터 광이 비스듬히 입사되는 반사형 액정 표시장치에 있어서 광효율을 높이도록 한 반사형 표시장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 반사형 표시장치는 영상이 표시되는 반사형 표시소자와,비스듬히 입사되는 외부광이 반사형 표시소자에 수직방향으로 입사되도록 입사광을 굴절시킴과 아울러 반사형 표시소자에 의해 반사되는 반사광을 관측자 시야의 유효범위 이내로 굴절시키는 경사면이 형성된 광학매질을 구비한다.

이러한 구성에 의하여, 본 발명에 따른 반사형 표시장치는 주변광이나 보조광원으로부터 광이 비스듬히 입사되는 반사형 액정 표시장치에 있어서 광효율을 극대화할 수 있게 된다.

Description

반사형 표시장치{Reflective Display}

본 발명은 반사형 표시장치에 관한 것으로, 특히 주변광이나 보조광원으로부터 광이 비스듬히 입사되는 반사형 액정 표시장치에 있어서 광효율을 높이도록 한 반사형 표시장치에 관한 것이다.

액정 표시장치는 소형 및 박형화와 저전력 소모의 장점을 가지는 평판 표시장치로서, 노트북 PC와 같은 휴대용 컴퓨터, 사무 자동화 기기, 오디오/비디오 기기 등으로 이용되고 있다. 액정 표시장치는 유전 이방성을 가지는 액정물질에 인가되는 전계를 제어하여 광을 투과 또는 차단하여 화상 또는 영상을 표시하게 된다. 액정 표시장치는 일렉트로 루미네센스(Electro-luminescence : EL), 음극선관(Cathod Ray Tube : CRT), 발광 다이오드(Light Emitting Diode : LED) 등과 같이 스스로 광을 발생하는 표시소자들과는 달리, 스스로 광을 발생하지 않고 외부광을 이용하게 된다.

액정 표시장치는 광을 이용하는 방식에 따라 크게 투과형과 반사형으로 대별된다. 투과형 액정 표시장치는 두 장의 유리기판 사이에 액정물질이 주입된 액정표시패널과, 액정표시패널에 광을 공급하는 백라잇(Back Light)을 구비하게 된다. 그러나 투과형 액정 표시장치는 백라잇의 부피, 무게로 인하여 박형화·경량화에 어려움이 있으며, 백라잇의 과도한 소비전력이 단점으로 지적되고 있다. 반면, 반사형 액정표시장치는 도 1과 같이 광을 공급하는 백라잇(Back light) 없이 자연광 및 주변광을 표시면으로 투과, 반사시키는 반사형 액정표시패널(10)을 구비한다. 반사형 액정표시패널(10)은 두 장의 유리기판 사이에 액정물질이 주입되는 액정표시패널(2)과, 액정표시패널(2)의 배면에 설치되거나 액정표시패널(2)의 내부에 배치되어 광을 표시면 쪽으로 반사시키기 위한 반사판(Reflector)(4)으로 이루어진다. 이 반사형 액정표시장치는 백라잇을 사용하지 않고 반사판(4)에 의해 자연광(또는, 주변광)을 반사시켜 화상 또는 영상을 표시하게 된다. 그러나 반사형 액정 표시장치는 자연광 또는 주변광이 충분하지 않은 곳에서는 휘도레벨이 현저히 낮아져 표시된 영상을 볼 수 없게 된다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 자연광 이외의 보조광을 이용하는 방식의 반사형 액정 표시장치가 제안되고 있다.

도 2는 미국 특허 "5,477,239"호에 개재된 반사형 액정 표시장치를 나타낸다.

도 2를 참조하면, 종래의 반사형 액정 표시장치는 본체(28)에 선회 가능하게 설치되며 반사형 액정표시패널(22)이 장착된 표시모듈(24)과, 반사형 액정표시패널(22)의 좌/우측에 선광원 형태로 설치되는 보조광원(26a,26b)을 구비한다. 각각의 보조광원(26a,26b)은 표시모듈(24) 상에서 개폐될 수 있도록 설치되며, 표시모듈(24) 외부로 노출된 상태에서 반사형 액정표시패널(22) 쪽으로 광을 조사하게 된다. 반사형 액정표시패널(22)의 상부 유리기판 위에는 도 3에서 알 수 있는 바와 같이 필름(30)이 부착된다. 이 필름(30)에는 도 4에 나타낸 바와 같이 보조광원(26a,26b)으로부터 입사된 광을 반사형 액정표시패널(22)의 표시면 쪽으로 꺾어주기 위한 미세돌기패턴(30a)이 다수 형성된다.

그러나 도 2에 도시된 반사형 액정표시장치는 표시모듈(24) 내에 보조광원(26a,26b)이 설치되어야 하므로 상대적으로 반사형 액정표시패널(22)의 유효 표시부 면적이 그 만큼 줄어들게 된다. 유효 표시면적을 늘리기 위해서는 표시모듈(24)이 커지게 되는 문제가 있다. 그리고 보조광원(26a,26b)과의 거리차에 따라 반사형 액정표시패널(22) 상에 입사되는 광의 광량차에 의해 입광효율이 낮은 문제점이 있다. 또한, 필름(30)의 미세돌기패턴(30a)은 반사형 액정표시패널(22)의 표시면에 광이 균일하게 입사될 수 있도록 형성되는 위치마다 경사각도와 높이가 달라져야 하므로 설계 및 제작하기가 어려운 단점이 있다. 또한, 필름(30)에는 보조광원(26a,26b) 이외의 외부 주변광에 영향을 주지 않도록 미세돌기패턴(30a) 사이에 평면부가 존재하기 때문에 필름(30)은 매우 경사지게 입사되는 보조광원(26a,26b)으로부터의 광만을 반사형 액정표시패널(22) 쪽으로 반사시킬 수 있다.

도 5는 미국 특허 "5,341,231"호에 개재된 반사형 액정 표시장치를 나타낸다.

도 5를 참조하면, 종래의 반사형 액정 표시장치는 반사형 액정표시패널(32)에 대면되는 도광판(34)과, 도광판(34)의 양측면에 설치된 램프들(36a,36b)을 구비한다. 반사형 액정표시패널(32)과 대면된 도광판(34)의 배면에는 미세돌기패턴(34a)이 형성된다. 미세돌기패턴(34a)은 램프(38a,38b) 및 콜리메이터(Colliminator)를 경유하여 경사지게 입사되는 광을 반사형 액정표시패널(32)에 대한 수직한 방향으로 반사시키게 된다. 가급적 도광판(34)에서 출사되는 광은 반사형 액정표시패널(32)에 수직하게 입사되어야지만 액정표시패널(32)의 표면에서 일어나는 반사나 화면밝기가 높아지나 도 5와 같은 도광판(34)으로부터 출사되는 광은 도 6과 같이 수직방향 성분보다 경사방향으로 출사되는 광량이 많아지게 된다. 이에 따라 도광판(34)으로부터 반사형 액정표시패널(32)에 입사되어 반사형 액정표시패널의 밝기에 직접 기여하는 광량은 총광량의 일부분에 지나지 않는다.

따라서, 본 발명의 목적은 주변광이나 보조광원으로부터 광이 비스듬히 입사되는 반사형 액정 표시장치에 있어서 광효율을 높이도록 한 반사형 표시장치를 제공함에 있다.

도 1은 종래의 반사형 액정표시장치를 개략적으로 나타내는 단면도.

도 2는 종래의 보조광원이 장착된 반사형 액정표시장치를 나타내는 사시도.

도 3은 도 2에 도시된 반사형 액정표시패널과 필름을 나타내는 단면도.

도 4는 도 3에 도시된 필름에 의해 조절되는 입사광의 광경로를 나타내는 단면도.

도 5는 종래의 다른 보조광원이 장착된 반사형 액정표시장치를 나타내는 단면도.

도 6은 도 5에 도시된 도광판으로부터 출사되는 광의 각도별 출사광량을 나타내는 특성도.

도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 반사형 액정표시패널을 나타내는 단면도.

도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 반사형 액정표시패널을 나타내는 단면도.

도 9는 도 7 및 도 8에 도시된 광학매질의 설계를 위하여 굴절율이 다른 두 매질의 경계면의 경사각도 변화에 따른 투과광 및 반사광의 각도 변화를 나타내는단면도.

도 10은 도 9에 도시된 제1 매질의 굴절율이 1.0, 제2 매질의 굴절율이 1.49인 경우 경사지게 입사되는 광을 수직방향으로 굴절시키기 위한 경계면의 경사각을 나타내는 특성도.

도 11은 도 9에 도시된 제1 매질의 굴절율이 1.0, 제2 매질의 굴절율이 1.49이고 경계면의 경사각이 -15°∼-40°인 경우 입사각에 대한 투과각을 나타내는 특성도.

도 12는 도 9에 도시된 제1 매질의 굴절율이 1.0, 제2 매질의 굴절율이 1.49이고 경계면의 경사각이 -15°∼-40°인 경우 반사형 액정표시패널로부터 반사되는 반사광의 반사각에 대한 출사각을 나타내는 특성도.

도 13은 도 9에 도시된 제1 매질의 굴절율이 1.0, 제2 매질의 굴절율이 1.49이고 경계면의 경사각이 -15°∼-40°인 경우 입사각에 대한 출사각을 나타내는 특성도.

도 14는 도 7 및 도 8에 도시된 광학매질의 상면을 상세히 나타낸 단면도.

도 15는 경사각이 다른 광학매질의 굴절율에 따른 동일 입사각에 대한 출사각의 변화를 나타내는 특성도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

2 : 액정표시패널 4 : 반사형 액정표시패널의 반사판

10,22,32,52,62 : 반사형 액정표시패널 24 : 표시모듈

26a,26b,70 : 보조광원 28 : 본체

30 : 필름 34,68 : 도광판

36a,36b : 콜리메이터 38a,38b,66 : 램프

91 : 제1 사면 92 : 평면

93 : 제2 사면

상기 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 반사형 표시장치는 영상이 표시되는 반사형 표시소자와,비스듬히 입사되는 외부광이 반사형 표시소자에 수직방향으로 입사되도록 입사광을 굴절시킴과 아울러 반사형 표시소자에 의해 반사되는 반사광을 관측자 시야의 유효범위 이내로 굴절시키는 경사면이 형성된 광학매질을 구비한다.

상기 목적들 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부한 도면들을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

이하, 도 7 내지 도 15를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 반사형 액정 표시장치는 반사형 액정표시패널(52)의 전면에 대면되게 설치되는 광굴절용 필름(54)을 구비한다.

광굴절용 필름(54)은 주변광으로부터 입사되는 광을 반사형 액정표시패널(52)에 대하여 수직한 방향으로 굴절시킴과 아울러 반사형 액정표시패널(52)로부터 반사되는 광을 광측자 쪽으로 굴절시키는 역할을 한다. 이를 위하여, 광굴절용 필름(54)의 저면에는 반사형 액정표시패널(52)의 표시면과 평행한 평면으로 되어 있으며, 상면에는 광의 굴절각을 결정하기 위한 미세돌기패턴(54a)이 형성된다. 이러한 광굴절용 필름(54)에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 반사형 액정 표시장치는 반사형 액정표시패널(62)에 광을 조사하기 위한 보조 면광원(70)과, 반사형 액정표시패널(62)과 보조 면광원(70) 사이에 설치되는 광굴절용 필름(64)을 구비한다.

보조 면광원(70)은 램프(66) 및 도광판(68)을 포함하여 램프(66)로부터 발생되는 광을 도광판(68)에 의해 면광원 형태로 변환하여 광굴절용 필름(64) 쪽으로 조사하게 된다. 광굴절용 필름(64)은 도광판(68)으로부터 입사되는 광을 반사형 액정표시패널(62)에 대하여 수직한 방향으로 굴절시킴과 아울러 반사형 액정표시패널(62)로부터 반사되는 광을 광측자 쪽으로 굴절시키는 역할을 한다. 이를 위하여, 광굴절용 필름(64)의 저면에는 반사형 액정표시패널(62)의 표시면과 평행한 평면으로 되어 있으며, 상면에는 광의 굴절각을 결정하기 위한 미세돌기패턴(64a)이 이 형성된다. 이러한 광굴절용 필름(64)에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.

도 9를 참조하면, 굴절율이 다른 두 매질(81,82)의 경계면에 입사하면 입사광은 경사면 상에서 굴절된 후, 진행하게 된다. 입사광의 입사각도가 고정된 경우, 두 매질(81,82) 사이의 경계면 상의 기울기 각도가 변하게 되면 제2 매질(82)을 투과하는 광의 굴절각도가 달라지게 된다. 이를 이용하여 두 매질(81,82) 간 경계면의 기울기를 적절히 선택하면 주변광 또는 보조광원으로부터 소정 기울기로 경사입사하는 광은 반사형 액정표시패널(52,62)의 표시면에 대한 수직한 방향으로 굴절될 수 있게 된다.

입사광이 굴절되는 정도는 아래의 수학식 1과 같은 스넬의 법칙(Snell's law)에 의해 알 수 있다.

n₁sin(θ₁-α)=n₂sin(θ₂-α)

여기서, n₁및 n₂는 각각 제1 및 제2 매질(81,82)의 굴절율이고 α는 경계면이 반사형 액정표시패널(52,62)의 표시면과 평행한 면과 이루는 각을 가지는 경계면의 경사각을 나타낸다. 그리고 θ₁과 θ₂는 입사광과 제2 매질(82)에서 진행하는 투과광이 반사형 액정표시패널(52,62)의 표시면에 수직한 법선(T_REF)과 이루는 각도를 나타낸다.

수학식 1을 이용하여 임의의 경사각으로 입사되는 입사광을 반사형 액정표시패널(52,62)의 표시면에 수직한 방향으로 굴절시킬 수 있는 매질들(81,82) 간의 경계면의 경사각 α를 수학식 2로 구할 수 있다.

도 10은 제1 매질(81)의 굴절율(n₁)이 1.0, 제2 매질(82)의 굴절율(n₂)가 1.49인 경우, 경사지게 입사되는 광을 수직방향으로 굴절시키기 위한 경계면 상의 경사각(α)를 나타낸다. 도 10에 있어서, 횡축은 0°부터 90°까지 10°간격으로 변하는 입사각(θ₁)을 나타내며 종축은 입사각(θ₁)의 변화에 따라 입사광을 수직방향으로 굴절시키기 위한 경계면의 경사각(α)을 -50°부터 0°까지 10°간격으로 나타낸다. 특히, 30°는 관측자가 반사형 표시소자의 표시면을 수직방향으로 볼 때 주변광의 주광이 반사형 표시소자의 표시면에 입사되는 각도이다. 도 10을 통하여 알 수 있는 바, 30°로 경사지게 입사되는 광에 대하여 경계면이 시계방향으로 대략 39°정도 기울어지게 되면 두 매질들(81,82)간 경계면을 지나면서 입사광이 반사형 액정표시패널(52,62)의 표시면에 수직한 방향으로 굴절됨을 알 수 있다.

또한, 수학식 1에서 임의의 경사각(α)으로 경사진 경계면 상에서 경사 입사각도에 따라 반사형 액정표시패널(52,62)의 표시면에 대한 제2 매질(82)을 진행하는 투과광의 굴절각도(θ₂)를 계산할 수 있다. 제2 매질(82)을 진행하는 투과광의 굴절각도(₂θ)는 아래의 수학식 3과 같다.

도 11은 제1 매질(81)의 굴절율(n₁)이 1.0이고 제2 매질(82)의 굴절율(n₂)이 1.49인 경우 그리고 경계면 상의 경사각(α)이 -15°부터 -40°까지 -5°간격으로 변할 때 입사각(θ₁)에 대하여 제2 매질(82)을 투과하는 광의 투과각(θ₂)를 나타낸다. 도 11에 있어서, 횡축은 -90°부터 90°까지 10°간격으로 변하는 입사각(θ₁)을 나타내며 종축은 입사각(θ₁)의 변화에 따라 변하는 투과각(θ₂)을 -70°부터 30°까지 10°간격으로 나타낸다. 도 11에서 알 수 있는 바, 경계면 상의 경사각(α)은 -15°∼-40°인 경우 0°∼45°범위의 경사 입사각(θ₁)에 대하여 제2 매질(82)을 투과하는 광의 투과각(θ₂)이 -15°∼+15°사이의 분포를 가짐을 알 수 있다.

경계면의 경사각(α)에 따라 수직에 가까운 각으로 굴절되어 제2 매질(82)을투과한 광은 반사형 액정표시패널(52,62)의 반사판에 의해 반사된다. 이렇게 반사형 액정표시패널(52,62)로부터 반사되는 광은 광효율을 높이기 위하여 관측자 시야의 유효범위 내로 진행하여야한다. 다시 말하여, 광측자는 대부분 표시소자를 수직으로 보기 때문에 반사형 액정표시패널(52,62)로부터 반사되는 반사광 역시 수직방향으로 진행하여 관측자의 눈으로 입사되어야 한다. 도 9의 오른쪽에는 반사형 액정표시패널(52,62)로부터 반사되는 광이 제2 매질(82)과 제1 매질(81)을 순차적으로 투과하면서 매질들(81,82)간 경계면에서 굴절되어 제1 매질(81)을 진행하는 광경로를 보여 준다. 이와 같은 반사광의 진행과정은 아래의 수학식 스넬의 법칙으로 표현될 수 있다.

n₂sin(θ₂'+α)=n₁sin(θ₃+α)

수학식 4에서 매질들 간 경계면에서 굴절되어 제1 매질(81)을 투과하는 반사광의 굴절각(θ₃)는 수학식 5와 같다.

도 12는 제1 매질(81)의 굴절율(n₁)이 1.0, 제2 매질(82)의 굴절율(n₂)이 1.49이고 매질들(81,82) 간 경계면의 경사각(α)이 -15°부터 -40°까지 -5°간격으로 변할 때 반사각(θ₂')에 대하여 제1 매질(81)을 투과하는 광의 출사각(θ₃)를나타낸다. 도 12에 있어서, 횡축은 -60°부터 60°까지 10°간격으로 변하는 반사각(θ₂')을 나타내며 종축은 반사각(θ₂')의 변화에 따라 변하는 출사각(θ₃)을 -70°부터 70°까지 10°간격으로 나타낸다. 특정 범위의 반사각(θ₂')에서는 전반사가 발생하여 제1 매질(81) 쪽으로 진행하지 못하는 경우가 발생하므로 도 12의 그래프 상에 나탄나는 출사각(θ₃)의 범위가 도 11보다 좁게 나타났다. 도 12에서 알 수 있는 바, 경계면 상의 경사각(α)은 -15°∼-35°인 경우 제1 매질(81)을 경유하여 관측자 쪽으로 진행하는 출사광이 관측자에게 유효한 관측 범위 내에 있음을 알 수 있다.

도 9 내지 도 12와 함께 수학식 1 내지 수학식 5를 결부하여 설명된 입사각(θ₁), 투과각(θ₂) 및 출사각(θ₃)의 관계를 경계면의 경사각(α)에 따른 입사각(θ₁)과 출사각(θ₃)의 관계로 정리하면 도 13과 같다. 도 13에 있어서, 횡축은 -90°부터 90°까지 10°간격으로 변하는 입사각(θ₁)을 나타내며 종축은 입사각(θ₁)의 변화에 따라 변하는 출사각(θ₃)이 -60°부터 40°까지 10°간격으로 나타낸다. 도 13에서 알 수 있는 바, 굴절율이 다른 두 매질들(81,82) 간의 경계면이 특정 범위의 경사각(α)을 가지게 되면 경사 입사된 광은 경계면의 경사각(α)에 따라 굴절되어 반사형 액정표시패널(52,62) 쪽으로 수직에 가까운 각도로 진행하고 반사형 액정표시패널(52,62)에서 반사된 광은 관측자 시야의 유효범위 내로 진행하게 된다.

도 13에 있어서, 주변광 또는 보조 면광원(70)으로부터 입사되는 광의 입사각(θ₁)과 매질들(81,82) 간 경계면의 경사각(α)의 변화에 따라 경계면에서 굴절되는 출사각(θ₃)을 표로 나타내면 아래의 표 1과 같다.

경사각(α)	입사각(θ₁₎	출사각(θ₃)
-15°	30°	12.5°
	40°	20.0°
	45°	23.3°
-20°	30°	6.4°
	40°	13.3°
	45°	16.2°
-25°	30°	-0.3°
	40°	6.1°
	45°	8.6°
-30°	30°	-8.1°
	40°	-2.1°
	45°	0.0°
-35°	30°	-18.3°
	40°	-12.4°
	45°	-10.6°
-40°	30°	-37.3°
	40°	-28.5°
	45°	-26.7°

n₁=1.0, n₂=1.49일 때 경계면의 경사각(α)이 -15°부터 -40°까지 5°단위로 변하는 경우의 입사각(θ₁)에 대한 출사각(θ₃)이와 같은 경계면의 경사각(α)에 따른 입사각(θ₁)과 출사각(θ₃)에 근거하여 광효율을 최대화할 수 있는 광굴절용 필름(54,64)의 상면이 설계된다. 광이 입사되는 광굴절용 필름(54,64)의 상면은 도 14와 같이 평면(92)을 사이에 두고 서로 다른 경사각을 가지는 제1 사면(91)과 제2 사면(93)이 형성된다. 제1 사면(91)은 주변광 또는 보조 면광원(70)으로부터 임의의 경사각으로 입사되는 광을 바닥면에 대하여 수직인 방향으로 굴절시키게 된다. 이렇게 제1 사면(91)에 의해 굴절된 입사광은 수직으로 반사형 액정표시패널(52,62)에 입사된다. 반사형 액정표시패널(52,62)에 입사된 광은 반사되어 광굴절용 필름(54,64)에 입사되고 상면에 존재하는 평면(92)과 제1 사면(91) 및 제2 사면(93)을 투과하여 관측자 쪽으로 진행하게 된다. 여기서, 광굴절용 필름(54,64)의 상면을 투과하는 광은 평면(92)에서 광굴절용 필름(54,64)의 하면에서 입사될 때와 동일한 각도로 그대로 투과하는 반면, 제1 사면(91)에서 경사각(α)에 따른 최적 출사각(θ₃)으로 굴절되어 관측자 쪽으로 진행하게 된다. 제2 사면(93)은 제1 사면(91)과 평면(92)을 이어주는 역할을 한다. 제1 사면(91)의 경사각은 전술한 바와 같이 입사광이 반사형 액정표시패널(52,62)에 수직하게 입사되도록 하고 광굴절용 필름(54,64)의 굴절률을 고려하여 결정된다. 예를 들어, 광굴절용 필름(54,64)의 굴절률(n)이 1.49인 경우, 제1 사면(91)의 경사각(α)은 10°∼35°범위에서 결정될 수 있다. 제1 사면(91)과 제2 사면(93) 사이의 평면(92)의 폭은 가능한한 제1 사면(91)에 의해 굴절되는 입사광량이 많도록 제1 사면(91)의 폭보다 작게 됨이 바람직하나 반사형 액정표시패널(52,62)로부터 반사되는 광이 굴절없이 투과하여 출사광의 효율을 높이도록 하고 전반사 효과 등을 고려하여 결정되므로 그 크기를 한정하지 않는다.

제1 사면(91), 평면(92) 및 제2 사면(93)으로 이루어진 광굴절용 필름(54,64)의 상면 패턴은 반사형 액정표시패널(52,62)의 전극라인 패턴과 상면 패턴이 나란하게 인접된 상태에서 발생하는 간섭무늬가 나타나지 않도록 패턴이 거칠게 되거나 파선 또는 불균칙한 선형의 형태로 제작될 수 있다. 또한, 광굴절용 필름(54,64)의 상면 패턴의 표면을 코팅처리하여 간섭무늬가 나타나는 것을 방지할 수 있다. 간섭무늬가 나타나는 것을 방지하기 위하여, 제1 사면(91), 평면(92) 및 제2 사면(93)으로 이루어진 광굴절용 필름(54,64)의 상면 패턴은 반사형 액정표시패널(54,64)의 전극라인패턴과 평행하지 않고 0°∼8°범위로 각을 이루는 상태로 광굴절용 필름(54,64) 상에 형성될 수도 있다.

한편, 광굴절용 필름(54,64)의 굴절율(n) 값이 달라지게 되면 동일한 제1 사면(91)의 경사각(α)과 입사광의 입사각(θ₁)에 대하여 출사각(θ₃)이 달라지게 된다. 즉, 최적의 출사각(θ₃)을 가지는 제1 사면(91)의 경사각(α)은 광굴절용 필름(54,64)의 굴절율(n)에 따라 다르게 설계된다. 예를 들면, 입사각(θ₁)이 30°,40°또는 45°인 경우, 최적의 출사각(θ₃)이 -15°∼15°범위 내에 존재할 때 광굴절용 필름(54,64)의 굴절율(n)에 따라 제1 사면(91)의 경사각(α)은 다음의 표 2와 같이 달라지게 된다.

광굴절용 필름의 굴절율(n)	제1 사면의 경사각(α)
n=1.3	30°≤α≤40°
n=1.4	25°≤α≤35°
n=1.5	25°≤α≤30°
n=1.6	20°≤α≤25°

단, 표 2에서 제1 사면(91)의 경사각(α)은 5°단위로 계산되었으며, ±3°의 증감이 있다. 또한, 제1 사면(91)의 경사각(α)은 최적 출사각(θ₃) 값의 선정범위에 따라 달라질 수 있다.

도 15는 제1 사면(91)의 경사각(α)이 다른 광굴절용 필름(54,64)의 굴절율(n)이 달라질 때 동일 입사각(θ₁)에 대한 출사각(θ₃)의 변화를 나타낸다. 도 15에 있어서, 횡축은 1.30부터 1.60까지 변하는 광굴절용 필름(54,64)의 굴절율(n)을 나타내며 종축은 굴절율(n)의 변화에 따라 변하는 출사각(θ₃)을 나타낸다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 반사형 표시장치는 주변광 또는 보조광원과 반사형 액정표시패널 사이에 반사형 액정표시패널로 입사되는 광의 입사각과 반사형 액정표시패널로부터 반사되어 관측자 쪽으로 진행하는 광의 출사각을 조절하기 위한 광학매질을 설치하고 광학매질의 상면 상에 경사면이 있는 미세돌기패턴을 형성함으로써 입사광이 반사형 액정표시패널로 수직하게 입사되게 함과 아울러 반사형 액정표시패널로부터 반사되는 출사광이 관측자 시야의 유효범위 내로 진행하도록 조절한다. 이에 따라, 본 발명에 따른 반사형 표시장치는 주변광이나 보조광원으로부터 광이 비스듬히 입사되는 반사형 액정 표시장치에 있어서 광효율을 극대화할 수 있게 된다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims

영상이 표시되는 반사형 표시소자와,

비스듬히 입사되는 외부광이 상기 반사형 표시소자에 수직방향으로 입사되도록 상기 입사광을 굴절시킴과 아울러 상기 반사형 표시소자에 의해 반사되는 반사광을 관측자 시야의 유효범위 이내로 굴절시키는 경사면이 형성된 광학매질을 구비하는 것을 특징으로 하는 반사형 표시장치.
제 1 항에 있어서,

상기 경사면의 각도는 -15° 내지 -40°인 것을 특징으로 하는 반사형 표시장치.
제 2 항에 있어서,

입사각이 0°∼45°인 상기 외부광이 상기 경사면에 의해 -15°∼+15°사이의 각도로 굴절되어 상기 반사형 표시소자에 입사되고,

상기 반사형 표시소자로부터 반사된 반사광이 상기 경사면에 의해 -15°∼+15°사이의 각도로 굴절되어 상기 관측자 쪽으로 진행하는 것을 특징으로 하는 반사형 표시장치.
제 1 항에 있어서,

상기 광학매질의 굴절율이 달라지면 상기 경사면의 경사각이 다르게 설정되는 것을 특징으로 하는 반사형 표시장치.
제 4 항에 있어서,

상기 광학매질의 굴절율을 n이라 하고 상기 경사면의 경사각을 α라 할 때,

상기 굴절율에 따른 경사면의 경사각은,

n=1.3일 때 30°≤α≤40°,

n=1.4일 때 25°≤α≤35°,

n=1.5일 때 25°≤α≤30°,

n=1.6일 때 20°≤α≤25°인 것을 특징으로 하는 반사형 표시장치.
제 1 항에 있어서,

상기 광학매질은 상기 경사면에 인접한 평면과,

상기 경사면과 평면 사이를 연결하는 제2 경사면을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 반사형 표시장치.
제 6 항에 있어서,

상기 경사면, 평면 및 제2 경사면으로 이루어진 패턴이 거칠게 되거나 파선 또는 불규칙한 선형의 형태로 상기 광학매질 상의 표면에 형성되는 것을 특징으로 하는 반사형 표시장치.
제 6 항에 있어서,

상기 경사면, 평면 및 제2 경사면으로 이루어진 패턴이 반사형 액정표시패널의 전극라인패턴과 평행하지 않고 0°∼8°범위로 각을 이루는 상태로 상기 광학매질 상의 표면에 형성되는 것을 특징으로 하는 반사형 표시장치.