KR20080008744A - 양면 액정 표시 장치 - Google Patents

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김정수
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명은 양면 액정 표시 장치에 관한 것으로, 대향하는 두 기판 사이에 액정층이 개재되어 구성된 액정 패널과, 액정 패널의 적어도 일면 방향에 배치되어 도광판과 커버 부재로서 동시에 기능하는 가이드 부재와, 가이드 부재에 광을 조사하기 위한 광원과, 액정 패널, 가이드 부재 및 광원을 고정시키기 위한 고정 부재를 포함하여 도광판과 커버 윈도우를 일체화시킴으로써 양면 액정 표시 장치의 구성 요소를 줄일 수 있고, 이에 따라 양면 액정 표시 장치의 두께를 더욱 줄일 수 있다.
양면 액정 표시 장치, 도광판, 커버 윈도우, 일체형

Description

양면 액정 표시 장치{Dual side liquid crystal display}
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 양면 액정 표시 장치의 구성을 설명하기 위한 분해 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 양면 액정 표시 장치의 동작을 설명하기 위한 단면도.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 양면 액정 표시 장치의 구성을 설명하기 위한 분해 사시도.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 양면 액정 표시 장치의 동작을 설명하기 위한 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110 : 액정 패널 120 : 제 1 광원 장치
130 : 제 2 광원 장치 140 : 상부 커버 부재
150 : 하부 커버 부재
본 발명은 양면 액정 표시 장치(Dual side liquid crystal display)에 관한 것으로, 특히 커버 윈도우와 광원 장치를 일체화시켜 두께를 줄일 수 있는 양면 액정 표시 장치에 관한 것이다.
양면에서 화상을 볼 수 있는 양면 액정 표시 장치는 종래의 경우 일면 방향으로 화상을 표시하는 메인 액정 패널과, 타면 방향으로 화상을 표시하는 서브 액정 패널을 포함하며, 메인 액정 패널과 서브 액정 패널 사이에 이들 액정 패널들에 광을 공급하기 위한 하나의 백라이트 유닛이 설치된다. 또한, 메인 액정 패널 및 서브 액정 패널을 씌우는 상부 커버 윈도우 및 하부 커버 윈도우가 설치되고, 이들이 상부 커버 부재 및 하부 커버 부재에 의해 고정된다. 또한, 백라이트 유닛은 광원 및 도광판 뿐만 아니라 확산판 및 반사판 등으로 구성된다.
그러나, 상기와 같은 구조의 양면 액정 표시 장치는 두개의 액정 패널과 하나의 백라이트, 그리고 두개의 커버 윈도우가 필요하게 되고, 백라이트 유닛이 도광판 뿐만 아니라 확산판 및 반사판을 포함하여 구성되기 때문에 슬림(slim)화 추세에 있는 근래의 양면 액정 표시 장치에서는 두께를 줄이는데 한계가 있다.
따라서, 두께를 더욱 줄인 양면 액정 표시 장치로서 하나의 액정 패널과 액정 패널 하부에 액정 패널에 광을 공급하기 위한 광원 장치, 그리고 이들을 씌우는 상부 커버 윈도우 및 하부 커버 윈도우가 설치되고, 이들이 상부 커버 부재 및 하 부 커버 부재에 의해 고정된 구조가 제시되었다. 이러한 구조에서 광원 장치는 상부면에서는 백라이트 역할을 하고, 하부면에서는 프론트 라이트 역할을 한다. 이러한 구조는 상기 설명된 종래의 구조에 비해 패널 하나를 줄일 수 있어 그만큼 두께를 줄일 수 있는 구조이다.
그러나, 이러한 구조 또한 액정 패널과 광원 장치, 그리고 커버 윈도우를 필요로 하기 때문에 더욱 슬림화하기 어려운 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 두께를 더욱 줄일 수 있는 양면 액정 표시 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 커버 윈도우와 광원 장치를 일체화시켜 두께를 줄일 수 있는 양면 액정 표시 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 양면 액정 표시 장치는 대향하는 두 기판 사이에 액정층이 개재되어 구성된 액정 패널; 상기 액정 패널의 적어도 일면 방향에 배치되어 도광판과 커버 윈도우로 기능하는 가이드 부재; 상기 가이드 부재에 광을 조사하기 위한 광원; 및 상기 액정 패널, 가이드 부재 및 광원을 고정시키기 위한 고정 부재를 포함한다.
상기 액정 패널의 일면 방향에 상기 가이드 부재가 배치되고, 상기 가이드 부재가 배치되지 않은 상기 액정 패널의 타면 방향에 배치된 커버 윈도우를 더 포함한다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 양면 액정 표시 장치는 대향하는 두 기판 사이에 액정층이 개재되어 구성된 액정 패널; 상기 액정 패널의 양면 방향에 각각 배치되어 도광판과 커버 윈도우로 기능하는 제 1 및 제 2 가이드 부재; 상기 제 1 및 제 2 가이드 부재의 일측에 각각 배치되어 상기 제 1 및 제 2 가이드 부재에 광을 조사하기 위한 제 1 광원 및 제 2 광원; 및 상기 액정 패널, 제 1 및 제 2 가이드 부재, 그리고 제 1 및 제 2 광원을 각각 고정시키기 위한 제 1 및 제 2 고정 부재를 포함한다.
상기 제 1 및 제 2 가이드 부재의 상기 액정 패널과 대향하는 면의 반대면에 형성되며, 상기 제 1 및 제 2 광원으로부터 입사된 광을 반사시켜 상기 액정 패널로 가이드하는 복수의 그루브 패턴을 더 포함한다.
상기 제 1 광원으로부터 입사된 광이 상기 제 1 가이드 부재의 일면에 형성된 상기 그루브 패턴에서 반사되어 상기 액정 패널 및 상기 제 2 가이드 부재를 통해 투과되고, 상기 제 2 광원으로부터 입사된 광이 상기 제 2 가이드 부재의 일면에 형성된 상기 그루브 패턴에서 반사되어 상기 액정 패널 및 상기 제 1 가이드 부재를 통해 투과된다.
본 발명의 또다른 실시 예에 따른 양면 액정 표시 장치는 대향하는 두 기판 사이에 액정층이 개재되어 구성된 반투과형의 액정 패널; 상기 액정 패널의 일면 방향에 배치되어 도광판과 커버 윈도우로 기능하는 가이드 부재; 상기 가이드 부재의 일측에 배치되어 상기 가이드 부재에 광을 조사하기 위한 광원; 상기 가이드 부재가 배치되지 않은 상기 액정 패널의 타면 방향에 배치된 커버 윈도우; 및 상기 액정 패널, 가이드 부재, 광원 및 커버 윈도우를 각각 고정시키기 위한 제 1 및 제 2 고정 부재를 포함한다.
상기 가이드 부재의 양면에 형성되며, 상기 광원으로부터 입사된 광을 반사시켜 일면으로 투과하거나 상기 액정 패널로 가이드하는 복수의 그루브 패턴을 더 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 양면 액정 표시 장치의 구성을 설명하기 위한 분해 사시도로서, 화상을 일면 방향 또는 타면 방향으로 선택적으로 디스플레이하는 양면 액정 표시 장치의 구성을 설명하기 위한 것이다.
도 1을 참조하면, 액정 패널(110)은 투과형 액정 패널로서, 상호 대향하는 박막 트랜지스터 기판(111) 및 컬러 필터 기판(112) 사이에 액정층이 개재되어 구성된다. 제 1 및 제 2 광원 장치(120 및 130)는 제 1 및 제 2 가이드 부재(121 및 131)과 제 1 및 제 2 광원(122 및 132)을 포함하여 구성되며, 액정 패널(110)의 양방에 배치되어 광원으로부터 전달된 광을 액정 패널(110)로 가이드 할 뿐만 아니라 액정 패널(110)을 통과하여 입사된 광을 외부로 투과시키고, 제 1 및 제 2 가이드 부재(121 및 131)는 도광판으로서의 기능 뿐만 아니라 커버 윈도우로서의 기능도 동시에 수행한다. 제 1 및 제 2 광원(122 및 132)은 각각 제 1 및 제 2 가이드 부재(121 및 131)의 일측에 배치되어 제 1 및 제 2 가이드 부재(121 및 131)로 광이 조사되도록 한다. 상부 및 하부 커버 부재(140 및 150)는 액정 패널(110) 및 광원 장치(120 및 130)을 고정시키고, 외부에서 가해진 충격에 의해 깨지기 쉬운 액정 패널(110) 또는 광원 장치(120 및 130)을 보호하기 위해 직각으로 절곡된 평면부와 측벽부를 갖는 사각틀 형태로 제작된다.
액정 패널(110)을 구성하는 박막 트랜지스터 기판(111)은 매트릭스 형태로 복수의 화소 영역이 정의되고, 화소 영역 내에 마련된 박막 트랜지스터와 화소 전극을 포함하는 투광성의 절연 기판이 바람직하다. 박막 트랜지스터들의 소오스 단자는 데이터 라인에 접속되고, 게이트 단자는 데이터 라인과 직교하는 게이트 라인에 연결된다. 또한, 드레인 단자는 화소 영역의 일부에 마련된 투명한 도전성 재질인 화소 전극과 접속된다. 이때, 투명 도전성 재질로는 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide, ITO) 또는 인듐 징크 옥사이드(Indium Zinc Oxide, IZO)를 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 박막 트랜지스터 기판(110)은 게이트 라인과 데이터 라인에 전기적 신호를 인가하면 박막 트랜지스터가 턴-온(turn-on) 또는 턴-오프(turn-off)되면서 데이터 라인의 전기적 신호 즉, 화소 형성에 필요한 전기적 신호를 화소 전극에 인가한다.
컬러 필터 기판(112)은 박막 트랜지스터 기판(111)과 대응하는 화소 영역이 정의되고, 화소 영역 내에 마련된 컬러 필터와 공통 전극을 포함하는 투광성의 절 연 기판이 바람직하다. 컬러 필터와 공통 전극은 화소 전극에 대응하여 복수의 화소 영역 내에 마련되는 것이 바람직하고, 공통 전극은 컬러 필터 기판(112) 전면에 마련되는 것이 효과적이다. 더욱이 컬러 필터 기판(112)에는 빛샘을 방지하기 위한 블랙 매트릭스 패턴이 마련되는 것이 바람직하다. 여기서, 공통 전극에는 공통 전압(Vcom)이 인가된다. 한편, 박막 트랜지스터 기판(111)과 컬러 필터 기판(112)은 각각의 화소 전극과 공통 전극이 서로 대향되도록 두 기판을 가압하여 합착된다. 이때, 두 기판 사이의 밀봉을 위해 소정의 실링막이 도포될 수 있다. 그리고, 두 기판 사이의 셀갭을 유지하기 위해 스페이서가 마련될 수도 있다. 이후, 합착된 두 기판 사이에 액정을 주입하고 밀봉하여 액정 패널(110)을 제작한다. 상술한 바와 같이 제작된 액정 패널(110)은 박막 트랜지스터 기판(111)의 박막 트랜지스터를 턴온시켜 화소 형성에 필요한 전기적 신호를 화소 전극에 인가하고, 컬러 필터 기판(112)의 공통 전극에 공통 전압을 인가하면 화소 전극과 공통 전극 사이에 전계가 형성된다. 이러한 전계에 의해 액정층의 배열이 변화하고, 변화된 배열에 따라 광투과도가 변경되어 목표로 하는 화상을 표시하게 된다.
또한, 제 1 및 제 2 가이드 부재(121 및 131)는 하나의 액정 패널(110) 양쪽으로 선택적인 화면을 표시하기 위해 액정 패널(110)을 통과하여 입사되는 빛을 투과시킬 수 있도록 투명한 재료로 이루어진다. 또한, 제 1 및 제 2 가이드 부재(121 및 131)에서 액정 패널(110)과 대향하는 면의 반대면 안쪽 면에는 제 1 및 제 2 광원(122 및 132)으로부터 입사된 광을 반사시켜 액정 패널(110)로 가이드하는 다수의 그루브 패턴(123 및 133)이 형성된다. 그리고, 제 1 및 제 2 광원 장치(120 및 130)의 제 1 및 제 2 가이드 부재(121 및 131)은 도광판으로서의 기능 뿐만 아니라 커버 윈도우로서 기능할 수 있도록 도광판의 특성과 커버 윈도우의 특성을 동시에 갖는 재질로 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 그루브 패턴(123 및 133)은 제 1 경사면(123a 및 133a)과 제 2 경사면(123b 및 133b)을 갖는다. 각각의 제 2 경사면(123b 및 133b)은 제 1 경사면(123a 및 133a)으로부터 전반사된 광을 다시 반사시켜 액정 패널(110)쪽으로 가이드한다. 제 1 및 제 2 가이드 부재(121 및 131)에서의 그루브 패턴(123 및 133)은 대응하는 제 1 및 제 2 광원(122 및 123)으로부터 입사된 광에 대해서는 반사판의 역할을 하며, 이와 동시에 액정 패널(110)을 통과하여 입사된 광에 대해서는 휘도 강화 필름의 역할을 하게 된다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 양면 액정 표시 장치의 동작을 설명하기 위한 양면 액정 표시 장치의 단면도이다.
제 1 광원(122)에 전기적 신호가 인가되고 액정 패널(110)이 구동되면, 제 1 광원(122)으로부터 입사된 광은 제 1 가이드 부재(121)의 제 1 경사면(123a)과 제 2 경사면(123b)에서 각각 반사되어 액정 패널(110)로 가이드되고, 이 광은 액정 패널(110)의 구동에 따라 광량이 조절되어 제 2 가이드 부재(131)를 통과한다. 따라서, 일면 방향으로 소정의 화상이 디스플레이된다.
제 1 광원(122)이 오프되고 제 2 광원(132)에 전기적 신호가 인가됨과 아울러 액정 패널(110)이 구동되면, 제 2 광원(132)으로부터 입사된 광은 제 2 가이드 부재(131)의 제 1 경사면(133a)과 제 2 경사면(133b)에서 각각 반사되어 액정 패 널(110)로 가이드되고, 이 광은 액정 패널(110)의 구동에 따라 광량이 조절되어 제 1 가이드 부재(121)를 통과한다. 따라서, 타면 방향으로 소정의 화상이 디스플레이된다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 양면 액정 표시 장치의 구성을 설명하기 위한 분해 사시도로서, 화상을 일면 방향 및 타면 방향으로 동시에 디스플레이할 수 있는 양면 액정 표시 장치의 구성을 설명하기 위한 것이다.
도 3을 참조하면, 액정 패널(210)은 반투과형 액정 패널로서, 상호 대향하는 박막 트랜지스터 기판(211) 및 컬러 필터 기판(212) 사이에 액정층이 개재되어 구성된다. 광원 장치(220)는 가이드 부재(221)와 광원(222)을 포함하여 구성되며, 액정 패널(210)의 일면 방향에 배치되어 광원으로부터 전달된 광을 일면 방향으로 투과시키고, 액정 패널(210)을 통과하여 타면 방향으로 투과시키며, 가이드 부재(221)은 도광판으로서 뿐만 아니라 커버 윈도우로서의 기능도 동시에 수행한다. 광원(222)은 가이드 부재(221)의 일측에 배치되어 가이드 부재(221)로 광이 조사되도록 한다. 또한, 액정 패널(210)의 타면 방향, 즉 광원 장치(220)가 배치되지 않은 다른 면에는 커버 윈도우(240)가 배치된다. 상부 커버 부재(250)는 액정 패널(210) 및 광원 장치(220)를 고정시키고, 외부에서 가해진 충격에 의해 깨지기 쉬운 액정 패널(210) 또는 광원 장치(220)을 보호하기 위해 직각으로 절곡된 평면부와 측벽부를 갖는 사각틀 형태로 제작된다. 또한, 하부 커버 부재(260)은 상부면 및 하부면이 개방된 사각틀 형태로 구성되어 하부면의 내측 가장자리에 커버 윈도 우(240)가 삽입 고정된다.
반투과형의 액정 패널(210)은 투과 전극과 반사 전극으로 화소 전극이 이루어진 것을 제외하고는 투과형의 액정 패널과 동일 구성을 갖는다. 또한, 투과 전극과 반사 전극으로 화소 전극이 이루어지기 때문에 광원으로부터의 광을 투과시키는 동시에 반사시키게 된다.
또한, 가이드 부재(221)는 하나의 액정 패널(210) 양쪽으로 화면을 표시하기 위해 광원으로부터 전달된 광을 일면 방향으로 투과시키고, 액정 패널(210)을 통과하여 입사되는 광을 타면 방향으로 투과시킬 수 있도록 투명한 재료로 이루어진다. 또한, 가이드 부재(221)의 양면 안쪽에는 광원(222)으로부터 입사된 광을 반사시켜 액정 패널(210)로 가이드하는 다수의 제 1 및 제 2 그루브 패턴(223 및 233)이 형성된다. 그리고, 광원 장치(220)의 가이드 부재(221)는 도광판으로서의 기능 뿐만 아니라 커버 윈도우로서 기능할 수 있도록 도광판의 특성과 커버 윈도우의 특성을 동시에 갖는 재질로 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 그루브 패턴(223 및 233)은 제 1 경사면(223a 및 233a)과 제 2 경사면(223b 및 233b)을 갖는다. 각각의 제 2 경사면(223b 및 233b)은 광원(222)으로부터 조사된 광을 반사시켜 액정 패널(210)로 가이드시킨다. 가이드 부재(221)의 그루브 패턴(223 및 233)은 대응하는 광원(222)으로부터 입사된 광에 대해서는 반사판의 역할을 하며, 이와 동시에 액정 패널(210)을 통과하여 입사된 광에 대해서는 휘도 강화 필름의 역할을 하게 된다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 양면 액정 표시 장치의 동작을 설명 하기 위한 양면 액정 표시 장치의 단면도이다.
광원(222)에 전기적 신호가 인가되고 액정 패널(210)이 구동되면, 광원(222)으로부터 입사된 광은 가이드 부재(221) 내의 제 1 및 제 2 그루브 패턴(223 및 233)의 제 1 경사면(223a 및 233a)과 제 2 경사면(223b 및 233b)에서 각각 반사되어 액정 패널(210)로 가이드된다. 액정 패널(210)로 가이드된 광은 액정 패널(210)의 투과 전극에 의해 투과되어 커버 윈도우(230)를 통해 투과되고, 액정 패널(210)의 반사 전극에 의해 반사되어 가이드 부재(221)를 통해 투과된다. 따라서, 일면 방향 및 타면 방향으로 소정의 화상이 동시에 디스플레이된다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 가이드 부재가 도광판으로서의 기능 뿐만 아니라 커버 윈도우의 기능을 동시에 할 수 있도록 일체형으로 구성함으로써 양면 액정 표시 장치의 구성 요소를 줄일 수 있고, 이에 따라 양면 액정 표시 장치의 두께를 더욱 줄일 수 있다.

Claims (8)

  1. 대향하는 두 기판 사이에 액정층이 개재되어 구성된 액정 패널;
    상기 액정 패널의 적어도 일면 방향에 배치되어 도광판과 커버 윈도우로서 동시에 기능하는 가이드 부재;
    상기 가이드 부재에 광을 조사하기 위한 광원; 및
    상기 액정 패널, 가이드 부재 및 광원을 고정시키기 위한 고정 부재를 포함하는 양면 액정 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 액정 패널의 일면 방향에 상기 가이드 부재가 하나 배치되고, 상기 가이드 부재가 배치되지 않은 상기 액정 패널의 타면 방향에 배치된 커버 윈도우를 더 포함하는 양면 액정 표시 장치.
  3. 대향하는 두 기판 사이에 액정층이 개재되어 구성된 액정 패널;
    상기 액정 패널의 양방향에 각각 배치되어 도광판과 커버 윈도우로서 동시에 기능하는 제 1 및 제 2 가이드 부재;
    상기 제 1 및 제 2 가이드 부재의 일측에 각각 배치되어 상기 제 1 및 제 2 가이드 부재에 광을 조사하기 위한 제 1 광원 및 제 2 광원; 및
    상기 액정 패널, 제 1 및 제 2 가이드 부재, 그리고 제 1 및 제 2 광원을 각각 고정시키기 위한 제 1 및 제 2 고정 부재를 포함하는 양면 액정 표시 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 가이드 부재의 상기 액정 패널과 대향하는 면의 반대면에 형성되며, 상기 제 1 및 제 2 광원으로부터 입사된 광을 반사시켜 상기 액정 패널로 가이드하는 복수의 그루브 패턴을 더 포함하는 양면 액정 표시 장치.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 제 1 광원으로부터 입사된 광이 상기 제 1 가이드 부재의 일면에 형성된 상기 그루브 패턴에서 반사되어 상기 액정 패널 및 상기 제 2 가이드 부재를 통해 투과되는 양면 액정 표시 장치.
  6. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 제 2 광원으로부터 입사된 광이 상기 제 2 가이드 부재의 일면에 형성된 상기 그루브 패턴에서 반사되어 상기 액정 패널 및 상기 제 1 가이드 부재를 통해 투과되는 양면 액정 표시 장치.
  7. 대향하는 두 기판 사이에 액정층이 개재되어 구성된 반투과형의 액정 패널;
    상기 액정 패널의 일 방향에 배치되어 도광판과 커버 윈도우로 동시에 기능하는 가이드 부재;
    상기 가이드 부재의 일측에 배치되어 상기 가이드 부재에 광을 조사하기 위한 광원;
    상기 가이드 부재가 배치되지 않은 상기 액정 패널의 타 방향에 배치된 커버 윈도우; 및
    상기 액정 패널, 도광판, 광원 및 커버 윈도우를 각각 고정시키기 위한 제 1 및 제 2 고정 부재를 포함하는 양면 액정 표시 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 가이드 부재의 양면에 형성되며, 상기 광원으로부터 입사된 광을 상기 액정 패널로 가이드하는 복수의 그루브 패턴을 더 포함하는 양면 액정 표시 장치.
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