JP2006318900A - バックライトアセンブリ及びこれを有する表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】バックライトアセンブリ及びこれを有する表示装置を提供する。
【解決手段】バックライトアセンブリは、光ガイドユニット、光ガイドユニットの入射面に光を提供する光源及び反射領域が形成された第1基板、反射領域に配置された下部電極、下部電極にオンまたはオフ信号を印加するスイッチング素子及び下部電極と向い合う上部電極を含反射モジュールを含み、電極が、下部電極に選択的にオンまたはオフ信号が印加されることによって、光ガイドユニットの反射面に密着または離間されるように構成され、これによって、反射領域に対応して選択的に出射面を通じて光が出射される。
【選択図】図2
【解決手段】バックライトアセンブリは、光ガイドユニット、光ガイドユニットの入射面に光を提供する光源及び反射領域が形成された第1基板、反射領域に配置された下部電極、下部電極にオンまたはオフ信号を印加するスイッチング素子及び下部電極と向い合う上部電極を含反射モジュールを含み、電極が、下部電極に選択的にオンまたはオフ信号が印加されることによって、光ガイドユニットの反射面に密着または離間されるように構成され、これによって、反射領域に対応して選択的に出射面を通じて光が出射される。
【選択図】図2
Description
本発明は、バックライトアセンブリ及びこれを有する表示装置に関わり、より詳細には、反射領域別に選択的に光を出射するバックライトアセンブリ及びこれを用いる表示装置に関わる。
一般的に、表示装置は、入力装置を用いて入力された内容を確認及び編集可能にする装置であって、陰極線管、液晶表示装置(LCD:Liquid Crystal Display)、プラズマ表示装置(PDP:Plasma Display Panel)、電界放出型表示装置(FED:Field Emission Display)などの表示装置が用いられている。
陰極線管表示装置は、値段が安く、入出力速度が速く、視野角が広いという長所があるが、体積が大きく、電力消費が大きいという短所がある。このような陰極線管表示装置の短所を解消するために最近には平板表示装置が急速に発展しつつある。
液晶表示装置、プラズマ表示装置及び電界放出型表示装置は、重さが軽く、厚さが薄い平板表示装置として、テレビ、携帯用コンピュータ及び携帯電話などに広く用いられている。
液晶表示装置、プラズマ表示装置及び電界放出型表示装置は、重さが軽く、厚さが薄い平板表示装置として、テレビ、携帯用コンピュータ及び携帯電話などに広く用いられている。
しかし、平板表示装置は、画像を表示するために構造が複雑で高価の部品を含む。
例えば、液晶表示装置は、2枚のガラス板の間に液晶物質が封入された液晶表示パネル及び液晶表示パネルに光を提供するバックライトアセンブリを含む。液晶表示パネルは、複雑な工程を通じて生産され、偏光フィルム、プリズムシートなどの高価な光学素子を含む。また、液晶表示装置は、大型化が難しく、製造コストが高く、ガラス板上に形成された複数のセルのうち、1つのセルでも不良が発生すると、液晶表示パネル全体を用いることができなくなる。
例えば、液晶表示装置は、2枚のガラス板の間に液晶物質が封入された液晶表示パネル及び液晶表示パネルに光を提供するバックライトアセンブリを含む。液晶表示パネルは、複雑な工程を通じて生産され、偏光フィルム、プリズムシートなどの高価な光学素子を含む。また、液晶表示装置は、大型化が難しく、製造コストが高く、ガラス板上に形成された複数のセルのうち、1つのセルでも不良が発生すると、液晶表示パネル全体を用いることができなくなる。
一方、プラズマ表示装置は、混合ガスで満たされたセルに高電圧を加え、電子の衝突によって発生する光を用いて画像を表示する。プラズマ表示装置は非常に高価であり、電力消費量が大きく、多い熱を発生するので、熱を冷やす冷却装置を含む。
また、電界放出型表示装置では、2枚のガラス板を真空状態において、1枚のガラス板から放出された電磁波が再び蛍光物質を通過し、蛍光物質を通過した電磁波が、再び残りの1枚のガラス板にぶつかって画面が表示される。電界放出型表示装置は、値段が非常に高くて、電界の放出が物質の表面にしたがって非常に敏感であり、製造過程において高度の真空装備が必要である。
また、電界放出型表示装置では、2枚のガラス板を真空状態において、1枚のガラス板から放出された電磁波が再び蛍光物質を通過し、蛍光物質を通過した電磁波が、再び残りの1枚のガラス板にぶつかって画面が表示される。電界放出型表示装置は、値段が非常に高くて、電界の放出が物質の表面にしたがって非常に敏感であり、製造過程において高度の真空装備が必要である。
したがって、表示パネルまたはバックライトアセンブリが簡単な構造で、不良品が発生する頻度が少なく、コストが安い表示装置の開発が求められる。
本発明の一目的は、反射領域別に選択的に光を反射させて光シャッターの機能を有するバックライトアセンブリを提供することにある。
本発明の他の目的は、バックライトアセンブリ及びバックライトアセンブリが光シャッターの機能を有することによって簡単な構造を有する表示モジュールを含む表示装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、バックライトアセンブリ及びバックライトアセンブリが光シャッターの機能を有することによって簡単な構造を有する表示モジュールを含む表示装置を提供することにある。
本発明の目的を具現するために、本発明の一実施例によるバックライトアセンブリは、光ガイドユニット、光源及び反射モジュールを含む。前記光源は前記光ガイドユニットの入射面に光を照射する。前記反射モジュールは、前記光ガイドユニットの下に配置され、オン/オフ信号を含む少なくとも1つの制御信号に応答して前記光ガイドユニットから出射する光を反射または散乱させる。
選択的に、前記反射モジュールは、第1基板、下部電極、スイッチング素子及び上部電極を含む。前記第1基板の前記反射面に向い合う一面には、複数の反射領域が形成される。前記下部電極は、前記反射領域に配置される。前記スイッチング素子は、前記第1基板上に配置され、前記下部電極にオンまたはオフ信号を印加する。前記上部電極は、前記下部電極と向い合うように配置される。前記上部電極は、前記下部電極に選択的に印加されるオンまたはオフ信号に基づいて、前記反射面に密着または離間される。これによって、前記光ガイドユニットの内部で進行され、前記反射面に入射する光は前記出射面を通じて出射される。
選択的に、前記下部電極は、前記オフ信号に応答して、前記反射面に入射した光を全反射して前記光ガイドユニットの出射面から再び全反射するように、前記上部電極を前記反射面から離間させる。前記下部電極は、前記オン信号に応答して、前記反射面に入射した光を反射して前記光ガイドユニットの出射面を通じて出射するように、前記上部電極を前記反射面に密着させる。
選択的に、前記バックライトアセンブリは、光学部材を更に含む。前記光学部材は、前記光ガイドユニットの屈折率より大きい屈折率を有して、前記光ガイドユニットと反射モジュールとの間に介在される。望ましくは、前記光学部材は、前記光ガイドユニットの反射面に密着される。選択的に、前記下部電極は、前記オフ信号に応答して、前記反射面に入射した光を全反射して前記光ガイドユニットの出射面で再び全反射するように、前記上部電極を前記反射面に密着させる。前記下部電極は、前記オン信号に応答して、前記反射面に入射した光を反射して前記光ガイドユニットの出射面を通じて出射するように、前記上部電極を前記反射面から離間させる。
選択的に、前記反射モジュールは、第1絶縁膜、スペーサ及び第2絶縁膜を含む。前記第1絶縁膜は、前記下部電極上に形成され、外部から前記下部電極を絶縁させる。前記スペーサは、前記下部電極の周辺部の前記第1絶縁膜上に形成される。前記第2絶縁膜は、前記スペーサによって支持され、前記第1絶縁膜に向い合う。前記上部電極は、前記第2絶縁膜上に形成される。
選択的に、前記第2絶縁膜は、固定端及び前記固定段に対向する自由端を含む。前記固定端は、前記スペーサの上部に固定される。前記下部電極に前記オン信号が印加される場合、前記自由端は、前記下部電極の中央部に向かって折曲げられる。これによって、前記反射面に密着された前記上部電極は、前記反射面から離間される。
選択的に、前記反射モジュールは、第1信号線及び第2信号線を更に含む。前記第1信号線は、前記第1基板上に第1方向に複数が相互平行に配置される。前記第1信号線は、前記スイッチング素子に前記オンまたはオフ信号の印加可否を制御する制御信号を印加する。前記第2信号線は、前記第1基板上に前記第1方向と交差する第2方向に複数が相互平行に配置される。前記第2信号線は前記スイッチング素子に前記オンまたはオフ信号を印加する。
選択的に、前記反射モジュールは、第1信号線及び第2信号線を更に含む。前記第1信号線は、前記第1基板上に第1方向に複数が相互平行に配置される。前記第1信号線は、前記スイッチング素子に前記オンまたはオフ信号の印加可否を制御する制御信号を印加する。前記第2信号線は、前記第1基板上に前記第1方向と交差する第2方向に複数が相互平行に配置される。前記第2信号線は前記スイッチング素子に前記オンまたはオフ信号を印加する。
本発明の他の目的を実現するために、本発明の一実施例による表示装置は、光ガイドユニット、光源、反射モジュール及び表示モジュールを含む。
前記表示モジュールは、前記光ガイドユニット上に配置され、前記光ガイドユニットから出射した光に基づいて画像を表示する。望ましくは、前記表示モジュールは複数の画素領域のそれぞれに形成された色画素を含む。
前記表示モジュールは、前記光ガイドユニット上に配置され、前記光ガイドユニットから出射した光に基づいて画像を表示する。望ましくは、前記表示モジュールは複数の画素領域のそれぞれに形成された色画素を含む。
本発明の他の目的を実現するために、本発明の他の実施例による表示装置は、光ガイドユニット、複数の光反射体及び第1作動器(actuator)を含む。前記光ガイドユニットは、光界面及び前記光界面と異なる光出射面を含む。前記光反射体は、入射光を反射する。前記第1作動器は、第1光反射体を前記光界面から遠い第1位置または前記光界面から近い第2位置に選択的に位置させる。前記第1作動器は、オン制御信号に応答して、光が反射されて前記光出射面の第1領域を通じて透過されるように前記第1光反射体を前記第1位置及び第2位置のうち、いずれか1つに選択的に位置させる。
前記第1作動器は、第1制御電圧に応答して電場を発生させる第1電極を含み、前記第1光反射体はフレキシブルな材料上に配置された第2電極を含むことができる。前記光ガイドユニットは、光源から光の提供を受けるための光入射面を更に含む。前記第1作動器は、オフ制御信号に応答して、光が前記光ガイドユニットの光出射面の前記第1領域を通じて透過されないように前記光反射体を前記第1位置及び前記第2位置のうち、他の1つに選択的に位置させることができる。
前記表示装置は、オン制御信号に応答して、対応する光反射体を前記光界面から遠い第1位置または前記光界面から近い第2位置に位置させ、オフ制御信号に応答して、対応される光反射体を前記第1位置及び第2位置のうち、他の1つに位置させる複数の作動器を更に含むことができる。
前記複数の光反射体のそれぞれは、前記光ガイドユニットの光出射面と対応し、前記表示装置は、前記オフ制御信号に応答して前記第1位置及び第2位置の他の1つに位置された光反射体と対応する前記光ガイドユニットの光出射面の各領域から光を全反射することができる。
前記複数の光反射体のそれぞれは、前記光ガイドユニットの光出射面と対応し、前記表示装置は、前記オフ制御信号に応答して前記第1位置及び第2位置の他の1つに位置された光反射体と対応する前記光ガイドユニットの光出射面の各領域から光を全反射することができる。
前記光ガイドユニットは、空気の屈折率より大きい屈折率を有する材料を含むことができ、前記オン信号に応答して、前記第1作動器は前記第1光反射体を前記第2位置に選択的に位置させることができる。
前記光ガイドユニットは、空気の屈折率より大きい第1屈折率を有する第1材料及び前記第1屈折率より大きい第2屈折率を有する第2材料を含むことができ、前記光境界面は前記第2材料の表面であることができる。
前記光ガイドユニットは、空気の屈折率より大きい第1屈折率を有する第1材料及び前記第1屈折率より大きい第2屈折率を有する第2材料を含むことができ、前記光境界面は前記第2材料の表面であることができる。
前記表示装置は、複数の画素を有する表示モジュールを更に含み、前記画素それぞれは少なくとも1つの前記光出射面の対応領域から光の提供を受ける。
前記のバックライトアセンブリ及び表示装置によると、液晶表示装置、プラズマ表示装置などの表示装置より構造が簡単であり、不良品の発生頻度が減少した表示装置を提供することができる。
前記のバックライトアセンブリ及び表示装置によると、液晶表示装置、プラズマ表示装置などの表示装置より構造が簡単であり、不良品の発生頻度が減少した表示装置を提供することができる。
以下、添付した図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳細に説明する。
バックライトアセンブリ
図1は、本発明が一実施例によるバックライトアセンブリの分解斜視図である。図2は、図1に示したバックライトアセンブリをI-I'線に沿って見た部分断面図である。
図1及び図2に示すように、バックライトアセンブリ100は、光ガイドユニット105、光源110、及び反射モジュール190を含む。
バックライトアセンブリ
図1は、本発明が一実施例によるバックライトアセンブリの分解斜視図である。図2は、図1に示したバックライトアセンブリをI-I'線に沿って見た部分断面図である。
図1及び図2に示すように、バックライトアセンブリ100は、光ガイドユニット105、光源110、及び反射モジュール190を含む。
光ガイドユニット105は、光の方向を変更させる媒介体である。光ガイドユニット105は、反射面106、出射面107及び入射面108を含む。本実施例で、光ガイドユニット105は、プレートの形状を有する。反射面106及び出射面107は、相互に向い合うように形成される。入射面108は、反射面106の一側のエッジ及び反射面106の一側のエッジに対向する出射面107の一側のエッジを連結する。
光ガイドユニット105は、光透過性、耐熱性、耐化学性及び機械的強度が優秀な材質からなることが望ましい。光ガイドユニット105は、例えば、ポリメチルメタクリレート(PMMA)で製作される。
光源110は、入射面108と向い合うように配置され、入射面108に光を照射する。望ましくは、入射面108を通じて光ガイドユニット105の内部に進入した光が反射面106及び出射面107で全反射できるように、光源110を入射面108に対して配置することが好ましい。
光源110は、入射面108と向い合うように配置され、入射面108に光を照射する。望ましくは、入射面108を通じて光ガイドユニット105の内部に進入した光が反射面106及び出射面107で全反射できるように、光源110を入射面108に対して配置することが好ましい。
図2において、バックライトアセンブリ100は、光反射部材111を更に含む。光反射部材111は、光源110の周辺の一部を取り囲み、光源110から出射した光の一部を入射面108に向かって反射する。図2で、光源110は、発光ダイオードである。これとは違って、光源110は、ランプを含む構成とすることができる。
反射モジュール190は、光ガイドユニット105の内部で進行し、反射面106で全反射される光に対して、反射面106の一部領域では光を散乱し、反射面106の他の領域では光がそのまま全反射するように構成される。
反射モジュール190は、光ガイドユニット105の内部で進行し、反射面106で全反射される光に対して、反射面106の一部領域では光を散乱し、反射面106の他の領域では光がそのまま全反射するように構成される。
このために、反射モジュール190は、反射面106に向かい合うように配置される。反射モジュール190は、第1基板120、下部電極130、スイッチング素子140及び上部電極150を含む。
第1基板120は、プレート形状を有するガラス板である。反射面106に向い合う第1基板120の一面には、選択的な光反射のために複数の反射領域121が形成される。図1で、反射領域121は、マトリクス形態に配列される。
第1基板120は、プレート形状を有するガラス板である。反射面106に向い合う第1基板120の一面には、選択的な光反射のために複数の反射領域121が形成される。図1で、反射領域121は、マトリクス形態に配列される。
下部電極130は、反射領域121にそれぞれ形成される。下部電極130は、電気伝導性が優秀な金属であることが望ましい。下部電極130は、例えば、アルミニウムを含む金属で形成することができる。下部電極130は、薄膜形態に形成され、マイクロサイズの幅と厚さを有する。下部電極130には、外部からオンまたはオフ信号が印加される。
反射モジュール190は、外部から下部電極130を絶縁させるために、第1絶縁膜160を更に含むように構成できる。第1絶縁膜160は、下部電極130上に、望ましくは第1基板120の全面に形成することができる。第1絶縁膜160は、誘電率が優秀な材質、例えば、酸化アルミニウム(Al2O3)で形成することが望ましい。
スペーサ170は、下部電極130と後述の上部電極150を所定間隔に離間させる。望ましくは、スペーサ170は、下部電極130の周辺部の第1絶縁膜160上に形成される。スペーサ170は、例えば、炭化珪素(SiC)を含む。
スペーサ170は、下部電極130と後述の上部電極150を所定間隔に離間させる。望ましくは、スペーサ170は、下部電極130の周辺部の第1絶縁膜160上に形成される。スペーサ170は、例えば、炭化珪素(SiC)を含む。
図2で、反射モジュール190は、後述の上部電極150を下部電極130から絶縁させ、上部電極150を上下運動させる第2絶縁膜165を更に含む。第2絶縁膜165は、スペーサ170によって支持され、第1絶縁膜160に向い合うように形成される。第2絶縁膜165は、絶縁性、誘電率が優秀な材質で形成することが望ましい。また、第2絶縁膜165は、上下流動ができるよう、フレキシブルな性質を有する。第2絶縁膜165は、例えば、二酸化珪素(SiO2)を含む。
上部電極150は、第2絶縁膜165上に下部電極130に向い合うように形成される。これによって、上部電極150は、反射領域121にそれぞれ形成される。上部電極150は、電気伝導性が優秀な金属で形成することが望ましい。上部電極150は、例えば、アルミニウムを含む。上部電極150は、薄膜形態に形成され、数マイクロメートルサイズの幅と厚さを有する。上部電極150には、外部からの共通信号が印加される。
図3は、図2に示した第1領域(A)の拡大図である。
図3に示すように、スイッチング素子140は、第1基板120上に下部電極130より先に形成される。スイッチング素子140は、外部から印加されるオンまたはオフ信号を下部電極130に印加する。オンまたはオフ信号は、上部電極150に印加された共通信号と同一の極性を有するか、互いに異なる極性を有する。本実施例で、共通信号と同一の極性のオンまたはオフ信号をオン信号と定義し、共通信号と互いに異なる極性のオンまたはオフ信号をオフ信号と定義する。
図3に示すように、スイッチング素子140は、第1基板120上に下部電極130より先に形成される。スイッチング素子140は、外部から印加されるオンまたはオフ信号を下部電極130に印加する。オンまたはオフ信号は、上部電極150に印加された共通信号と同一の極性を有するか、互いに異なる極性を有する。本実施例で、共通信号と同一の極性のオンまたはオフ信号をオン信号と定義し、共通信号と互いに異なる極性のオンまたはオフ信号をオフ信号と定義する。
オン信号が印加された下部電極130と向い合う上部電極150は、下部電極130から斥力(repulsive force)を受ける。これによって、第2絶縁膜165は、反射面106に向かって上昇する。望ましくは、第2絶縁膜165が上昇することによって上部電極150が反射面106に密着することが好ましい。
反面、オフ信号が印加された下部電極130と向い合う上部電極150は、下部電極130から引力(Attractive force)を受ける。これによって、第2絶縁膜165は、下部電極130に向かって凸形状になる。これによって、上部電極150は、反射面106から離間する。
反面、オフ信号が印加された下部電極130と向い合う上部電極150は、下部電極130から引力(Attractive force)を受ける。これによって、第2絶縁膜165は、下部電極130に向かって凸形状になる。これによって、上部電極150は、反射面106から離間する。
スイッチング素子140は、下部電極130にオンまたはオフ信号を印加するために、ゲート電極141、半導体層143、データ電極145及びドレイン電極147を含む。
ゲート電極141は、第1基板120上に第1方向に形成される。スイッチング素子140のゲート電極141には、オンまたはオフ信号の印加可否を制御する制御信号(ゲートオン又はゲートオフ信号)が印加される。
ゲート電極141は、第1基板120上に第1方向に形成される。スイッチング素子140のゲート電極141には、オンまたはオフ信号の印加可否を制御する制御信号(ゲートオン又はゲートオフ信号)が印加される。
スイッチング素子140は、ゲート電極141上に形成される第1絶縁層142を更に含む。第1絶縁層142は、反射面106を、向い合う第1基板120の一面の全体に形成することが望ましい。半導体層143は、ゲート電極141の上部の第1絶縁層142上に形成される。
データ電極145は、第1方向とほぼ垂直をなす方向に半導体層143上に形成され、データ電極145の一部は、ゲート電極141と重なる。データ電極145には、オンまたはオフ信号が印加される。
データ電極145は、第1方向とほぼ垂直をなす方向に半導体層143上に形成され、データ電極145の一部は、ゲート電極141と重なる。データ電極145には、オンまたはオフ信号が印加される。
ドレイン電極147は、半導体層143上にデータ電極145と対称に形成される。反射モジュール190は、データ電極145及びドレイン電極147上に第1基板120の全面に形成される第2絶縁層149を更に含む。第2絶縁層149にはコンタクトホールが形成され、ドレイン電極147は、コンタクトホールに満たされたコンタクト部147aを通じて下部電極130に電気的に接続される。
ゲート電極141にゲートオン信号が印加されると、データ電極145に印加されたオンまたはオフ信号はドレイン電極147を通じて下部電極130に印加される。
図4は、図2に示した反射モジュールの平面図である。具体的に、図4は、下部電極130まで形成された第1基板120の平面図である。
図2〜図4に示すように、反射モジュール190は、第1信号線181及び第2信号線185を更に含む。
図4は、図2に示した反射モジュールの平面図である。具体的に、図4は、下部電極130まで形成された第1基板120の平面図である。
図2〜図4に示すように、反射モジュール190は、第1信号線181及び第2信号線185を更に含む。
第1信号線181は、第1基板120上の第1方向に複数が相互平行に形成される。第1信号線181は、ゲート電極141と共に形成され、ゲート電極141は、第1信号線181から突出する。第1信号線181は、ゲート電極141に制御信号を印加する。
第2信号線185は、第1基板120上に第1方向と交差する第2方向に複数が相互平行に形成される。第2信号線185は、データ電極145及びドレイン電極147と共に形成され、データ電極145は、第2信号線185から突出して形成される。第2信号線185は、データ電極145にオンまたはオフ信号を印加する。
第2信号線185は、第1基板120上に第1方向と交差する第2方向に複数が相互平行に形成される。第2信号線185は、データ電極145及びドレイン電極147と共に形成され、データ電極145は、第2信号線185から突出して形成される。第2信号線185は、データ電極145にオンまたはオフ信号を印加する。
図4で、互いに隣接した第1信号線181及び互いに隣接する第2信号線185は、反射領域121を定義する。
図5は、図2に示した第2領域(B)の拡大図である。具体的に、図5は、光ガイドユニット105の入射面108近隣の光の経路を示す。図6は、図2に示した入射面108に入射する光の入射角に対する光量の分布を示すグラフである。
図5は、図2に示した第2領域(B)の拡大図である。具体的に、図5は、光ガイドユニット105の入射面108近隣の光の経路を示す。図6は、図2に示した入射面108に入射する光の入射角に対する光量の分布を示すグラフである。
図5及び図6に示すように、光源110から出射して入射面108に入射する光の入射角は、負の第1角度(−P1)から正の第1角度(+P1)まで分布する。
入射角に対して光量は、入射角が小さいほど大きくなる。ここで、入射面108に対して第1角度(P1)の入射角を有して入射する光を第1光(L1)に定義し、第1角度(P1)より小さい第2角度(P2)の入射角を有して入射面108に入射する光を第2光(L2)に定義する。
入射角に対して光量は、入射角が小さいほど大きくなる。ここで、入射面108に対して第1角度(P1)の入射角を有して入射する光を第1光(L1)に定義し、第1角度(P1)より小さい第2角度(P2)の入射角を有して入射面108に入射する光を第2光(L2)に定義する。
第1光(L1)は、入射面108を通じて光ガイドユニット105の内部に入射しかつ屈折して、反射面106に第3角度(θ)の入射角を有して入射する。第2光(L2)は、入射面108を通じて光ガイドユニット105の内部に入射しかつ屈折して、反射面106に第3角度(θ)より大きい入射角を有して反射面106に入射する。
反射面106から上部電極150が離間した場合、反射面106は、光ガイドユニット105と空気層の境界面になる。光ガイドユニット105の屈折率(以下、屈折率は、空気に対する相対屈折率、即ち、絶対屈折率の意味として用いる)は、空気の屈折率より大きい。
反射面106から上部電極150が離間した場合、反射面106は、光ガイドユニット105と空気層の境界面になる。光ガイドユニット105の屈折率(以下、屈折率は、空気に対する相対屈折率、即ち、絶対屈折率の意味として用いる)は、空気の屈折率より大きい。
したがって、スネルの法則によると、光ガイドユニット105の内部を進行して臨海角〔密な媒質で疎な媒質に波動が進行するとき、全反射(屈折角が90度である場合)が起こる入射角〕より大きい入射角を有して反射面106に入射した光は全反射される。
図5で、第1光(L1)の入射面108に対する入射角(第1角度(P1))は異なる光経路に沿って入射面108に入射する光の入射角より大きい。しかし、第1光(L1)の反射面106に対する入射角(第3角度(θ))は、異なる光の経路に沿う光の反射面106に対する入射角より小さい。したがって、第1光(L1)が反射面106で全反射される場合、前述の異なる経路に沿って反射面106に入射する光は全反射されることは自明である。
図5で、第1光(L1)の入射面108に対する入射角(第1角度(P1))は異なる光経路に沿って入射面108に入射する光の入射角より大きい。しかし、第1光(L1)の反射面106に対する入射角(第3角度(θ))は、異なる光の経路に沿う光の反射面106に対する入射角より小さい。したがって、第1光(L1)が反射面106で全反射される場合、前述の異なる経路に沿って反射面106に入射する光は全反射されることは自明である。
全反射された光は、反射面106と平行な出射面107で再び全反射されることもまた自明である。
したがって、反射面106で第1光(L1)の入射角(第3角度(θ))が反射面106での臨界角より大きい場合、光源110から入射面108に入射した光は、反射面106及び出射面107で全反射されて光ガイドユニット105の内部に閉じ込められる。
したがって、反射面106で第1光(L1)の入射角(第3角度(θ))が反射面106での臨界角より大きい場合、光源110から入射面108に入射した光は、反射面106及び出射面107で全反射されて光ガイドユニット105の内部に閉じ込められる。
この場合、スネルの法則によると、sin(反射面における臨界角)=1/nの式が成立する。nは、光ガイドユニット105の屈折率である。臨界角を第1光(L1)の反射面106に対する入射角(第3角度(θ))と同一に置くと、光ガイドユニット105の屈折率は、式sin(θ)=1/nから決定することができる。
これによって、光源110から光ガイドユニット105の内部に入射した光は、ランダムに出射面107を通じて出射せず、選択的に反射面106に所定の作用を加えて出射面107を通じて光を出射することができる。その結果、バックライトアセンブリ100は、反射面106に入射する光を反射領域121別に光の出射可否を制御する光シャッターの機能を有する。
これによって、光源110から光ガイドユニット105の内部に入射した光は、ランダムに出射面107を通じて出射せず、選択的に反射面106に所定の作用を加えて出射面107を通じて光を出射することができる。その結果、バックライトアセンブリ100は、反射面106に入射する光を反射領域121別に光の出射可否を制御する光シャッターの機能を有する。
一方、光ガイドユニット105が前述の式sin(θ)=1/nから決定される屈折率より大きい屈折率を有するほど、反射面106で臨界角が減少するので、反射面106で全反射される光の量が増加する。したがって、光ガイドユニット105は、式sin(θ)=1/nから決定される屈折率より大きい屈折率を有することが望ましい。
図7は、図2に示した第3領域(C)の拡大図である。具体的に、図7は、上部電極150が密着した反射面106における光の経路を示す。図8は、図7に示した出射面107に入射する光の入射角(q)に対する光量の分布を示すグラフである。
図7は、図2に示した第3領域(C)の拡大図である。具体的に、図7は、上部電極150が密着した反射面106における光の経路を示す。図8は、図7に示した出射面107に入射する光の入射角(q)に対する光量の分布を示すグラフである。
図7及び図8に示すように、光ガイドユニット105の内部で進行し、上部電極150が密着された反射面106に入射した光は散乱する。
上部電極150は金属であってもよく、本実施例で、上部電極150は、アルミニウム薄膜である。一般的に、光は金属を透過することができないため、金属に入射した光に対しては屈折率を論ずることが不可能であり、全反射は密な媒質から疎な媒質へ進行し、屈折する光に対してのみ発生する現象である。
上部電極150は金属であってもよく、本実施例で、上部電極150は、アルミニウム薄膜である。一般的に、光は金属を透過することができないため、金属に入射した光に対しては屈折率を論ずることが不可能であり、全反射は密な媒質から疎な媒質へ進行し、屈折する光に対してのみ発生する現象である。
したがって、上部電極150と接触した反射面106では、光の全反射条件が成立せず、上部電極150と接触した反射面106に入射する光は、上部電極150の表面の特性によって理想的に反射されるか散乱される。上部電極150の表面はマイクロスコピックな観点からは複数の凹凸が形成された不均一な面である。したがって、上部電極150に接する反射面106に入射する光は、出射面107に向かって散乱する。
図8で、多くの散乱光は、前記出射面107に対する臨界角(反射面106に対する臨界角(θ)と同一である)より小さい入射角を有し、出射面107に入射する。したがって、多くの散乱光は出射面107を通じて出射する。
図9は、本発明の他の実施例によるバックライトアセンブリの断面図である。
図9に示すように、バックライトアセンブリ200は、光ガイドユニット205、光源210及び反射モジュール290を含む。図9で、バックライトアセンブリ200は、光学部材215を更に含むものと、光ガイドユニット205の形状及び反射モジュール290を除いては図1〜図3に示したバックライトアセンブリ100と同一であるので、重複した説明は省略する。
図9は、本発明の他の実施例によるバックライトアセンブリの断面図である。
図9に示すように、バックライトアセンブリ200は、光ガイドユニット205、光源210及び反射モジュール290を含む。図9で、バックライトアセンブリ200は、光学部材215を更に含むものと、光ガイドユニット205の形状及び反射モジュール290を除いては図1〜図3に示したバックライトアセンブリ100と同一であるので、重複した説明は省略する。
光ガイドユニット205は、反射面206、出射面207及び入射面208を含む。反射面206及び出射面207は、互いに向い合うように形成される。入射面208は、反射面206の一側のエッジ及び反射面206の一側のエッジに対向する出射面207の一側エッジを連結する。図9で、光ガイドユニット205は、平坦なプレート形状を有する。これとは違って、光ガイドユニット205はウェッジ形状を有する構成とすることができる。この場合、光ガイドユニット205の厚さは、反射面206の一側のエッジから一側のエッジと対向する他側のエッジまで一定に減少する。
光学部材215は、反射面206に接するように配置される。光学部材215は、光ガイドユニット205より屈折率が大きい材質からなる。図9で、光学部材215は、例えば、反射面206に接着された反射フィルムとすることができる。これとは異なり、光学部材215として、反射面206に蒸着された薄膜とすることもできる。
反射モジュール290は、反射面206に向い合うように配置される。反射モジュール290は、第1基板220、下部電極230、スイッチング素子240及び上部電極250を含む。
反射モジュール290は、反射面206に向い合うように配置される。反射モジュール290は、第1基板220、下部電極230、スイッチング素子240及び上部電極250を含む。
反射モジュール290は、駆動モード(オン及びオフモード)を除いては図3に示した反射モジュール190と同一であるので、重複する説明は省略する。
スイッチング素子240は、外部から印加されるオンまたはオフ信号を下部電極に印加する。オンまたはオフ信号は、上部電極250に印加された共通信号と同一の極性を有するか互いに異なる極性を有する。本実施例では、共通信号と同一の極性のオンまたはオフ信号をオフ信号と定義し、共通信号と互いに異なる極性のオンまたはオフ信号をオン信号と定義する。
スイッチング素子240は、外部から印加されるオンまたはオフ信号を下部電極に印加する。オンまたはオフ信号は、上部電極250に印加された共通信号と同一の極性を有するか互いに異なる極性を有する。本実施例では、共通信号と同一の極性のオンまたはオフ信号をオフ信号と定義し、共通信号と互いに異なる極性のオンまたはオフ信号をオン信号と定義する。
オフ信号が印加された下部電極230と向い合う上部電極250は、下部電極230から斥力を受ける。これによって、第2絶縁膜265は、反射面206に向かって上昇する。望ましくは、第2絶縁膜265が上昇することによって、上部電極250が反射面206に密着することが好ましい。
反面、オン信号が印加された下部電極230と向い合う上部電極250は、下部電極230から引力を受ける。これによって、第2絶縁膜265は、下部電極230に向かって凸状になる。これによって、上部電極250は、反射面206から離間する。
反面、オン信号が印加された下部電極230と向い合う上部電極250は、下部電極230から引力を受ける。これによって、第2絶縁膜265は、下部電極230に向かって凸状になる。これによって、上部電極250は、反射面206から離間する。
図10は、図9に示した第4領域(G)の拡大図である。
図9及び図10に示すように、光源210から出射し、入射面208に入射する光の入射角は負の第1角度(−r1)から正の角度(+r1)まで分布する。
入射角が小さいほど光量は大きくなる。ここで、入射面208に対して第1角度(r1)の入射角を有して入射する光を第1光(F1)と定義し、第1角度(r1)より小さい第2角度(r2)の入射角を有して入射面208に入射する光を第2光(F2)と定義する。
図9及び図10に示すように、光源210から出射し、入射面208に入射する光の入射角は負の第1角度(−r1)から正の角度(+r1)まで分布する。
入射角が小さいほど光量は大きくなる。ここで、入射面208に対して第1角度(r1)の入射角を有して入射する光を第1光(F1)と定義し、第1角度(r1)より小さい第2角度(r2)の入射角を有して入射面208に入射する光を第2光(F2)と定義する。
第1光(F1)は、入射面208を通じて光ガイドユニット205の内部に入射しかつ屈折して、反射面206に第3角度(φ1)の入射角を有して入射する。光学部材215の屈折率(n2)は、光ガイドユニット205の屈折率(n1)より大きい。したがって、反射面206に入射した光は、光学部材215に進入しかつ屈折する光と、反射面206で反射される光に分けられる。
下部電極230にオフ信号が印加され、上部電極250が反射面206に密着した反射領域221において、光学部材215の内部に進入した光は、光学部材215と上部電極250の境界面216で反射され、光ガイドユニット205に進入して屈折する。
その結果、第1光(F1)のうち、反射面206で反射された光と、光学部材215から再び光ガイドユニット205に進入した光はほぼ同一の入射角(φ2)を有して出射面207に入射する。一実施例で、光ガイドユニット205がウェッジ形状を有する場合には、出射面207での入射角(φ2)が、反射面206での入射角(φ1)より小さいこともある。
その結果、第1光(F1)のうち、反射面206で反射された光と、光学部材215から再び光ガイドユニット205に進入した光はほぼ同一の入射角(φ2)を有して出射面207に入射する。一実施例で、光ガイドユニット205がウェッジ形状を有する場合には、出射面207での入射角(φ2)が、反射面206での入射角(φ1)より小さいこともある。
バックライトアセンブリ200が光シャッターとして機能するためには、光が反射領域221別に選択的に出射面207を通じて出射しなければならない。このために、オフ状態の反射領域221で反射され、出射面207に入射する光は出射面207で全反射されることが望ましい。したがって、光ガイドユニット205の屈折率(n1)は、スネルの法則によって式sin(出射面207)における臨界角)=1/n1から決定される。
第1光(F1)を除いた残りの光は、出射面207に第1光(F1)の入射角(φ2)より大きい入射角を有して入射する。したがって、出射面207における全反射条件は、第1光(F1)を基準として式sin(φ2)=1/n1から決定される。
屈折率が増加すると臨界角は小さくなる。したがって、制御されない光が出射面207を通じて出射することを防止するために、出射面207で臨界角は小さいことが望ましく、光ガイドユニット205の屈折率は式sin(φ2)=1/n1から決定される値より大きいことが望ましい。
屈折率が増加すると臨界角は小さくなる。したがって、制御されない光が出射面207を通じて出射することを防止するために、出射面207で臨界角は小さいことが望ましく、光ガイドユニット205の屈折率は式sin(φ2)=1/n1から決定される値より大きいことが望ましい。
図11は、波動が単一スリットを通過するときに回折されることを示した図面である。
図11に示すように、実線は波動の進行方向を示し、点線は波動の同一の位相点を連結した波面を示す。波動の進行方向は波面に対して垂直な方向に定義する。
図11で、非常に狭い隙間である単一スリットを通過する波動は、回折される。その結果、波動は、スリットを通過した後、種々の方向に進行する光に分散する。光は波動の一種であって、回折の原理がそのまま適用される。
図11に示すように、実線は波動の進行方向を示し、点線は波動の同一の位相点を連結した波面を示す。波動の進行方向は波面に対して垂直な方向に定義する。
図11で、非常に狭い隙間である単一スリットを通過する波動は、回折される。その結果、波動は、スリットを通過した後、種々の方向に進行する光に分散する。光は波動の一種であって、回折の原理がそのまま適用される。
図12は、図9に示した第5領域(H)の拡大図である。図13は、図12に示した第6領域(I)の拡大図である。
図12及び図13に示すように、下部電極230にオフ信号が印加され、上部電極250が反射面206から離間した領域において、反射面206に入射角(φ2)を有して入射した光の一部は反射され、残りの一部は第1屈折角(φ3)を有して光学部材215に進入する。
図12及び図13に示すように、下部電極230にオフ信号が印加され、上部電極250が反射面206から離間した領域において、反射面206に入射角(φ2)を有して入射した光の一部は反射され、残りの一部は第1屈折角(φ3)を有して光学部材215に進入する。
出射面207を通じて光が選択的に出射されるために、光が光学部材215を通じて空気層に出射され、上部電極250で再び反射されることが望ましい。一方、光学部材215から空気層に進行する光は、密な媒質から疎な媒質に進行する。したがって、空気層と光学部材215の境界面216で、光の入射角(φ3)が境界面216で臨界角より小さい場合、境界面216で光の一部は反射され、残りの光は、第2屈折角(φ4)で屈折して前記空気層に出射する。
スネルの法則によって反射面206で、式sin(φ2)/sin(φ3)=n2/n1が成立する。また、光学部材215と空気層の境界面216で式sin(φ3)/sin(φ4)=n(空気層)/n2=1/n2が成立する。2つの式を整理すると、n2=SQRT{n1sin(φ2)sin(φ4)}/sin(φ3)の式が成立する。
したがって、境界面216で光の入射角(φ3)を境界面216で臨界角より小さい値に置くと、光が空気層に出射するための光学部材215の屈折率は、前述の式n2=SQRT{n1sin(φ2)sin(φ4)}/sin(φ3)から決定される。
したがって、境界面216で光の入射角(φ3)を境界面216で臨界角より小さい値に置くと、光が空気層に出射するための光学部材215の屈折率は、前述の式n2=SQRT{n1sin(φ2)sin(φ4)}/sin(φ3)から決定される。
再び図11〜図13に示すように、光学部材215から出射した光は、反射面206に密着した2つの上部電極250の間に進行する。この場合、上部電極250の幅はマイクロサイズを有する。したがって、反射面206に密着した2つの上部電極250は単一スリットと理解することができる。
その結果、上部電極250の間に進行する光は回折する。したがって、回折した光は光の経路が種々に変更される。これによって光は、反射面206から離間した(オン状態)上部電極250で再び反射され、光学部材215に入射して出射面207を通じて出射する。
その結果、上部電極250の間に進行する光は回折する。したがって、回折した光は光の経路が種々に変更される。これによって光は、反射面206から離間した(オン状態)上部電極250で再び反射され、光学部材215に入射して出射面207を通じて出射する。
図14は、図9に示した出射面207に入射される光の入射角に対する光量の分布を示すグラフである。
図14に示すように、オン状態の上部電極250で反射され、出射面207に入射する光の入射角の多くは出射面207における臨界角より小さい。したがって、光の多くは出射面207を通じて出射する。
図14に示すように、オン状態の上部電極250で反射され、出射面207に入射する光の入射角の多くは出射面207における臨界角より小さい。したがって、光の多くは出射面207を通じて出射する。
図15は、本発明の更に他の実施例によるバックライトアセンブリの断面図である。
図15に示すように、バックライトアセンブリ300は、光ガイドユニット305、光源310及び反射モジュール390を含む。図15で、バックライトアセンブリ300は、光源310及び反射モジュール390を除いては図9に示したバックライトアセンブリ200と同一であるので重複する説明は省略する。
図15に示すように、バックライトアセンブリ300は、光ガイドユニット305、光源310及び反射モジュール390を含む。図15で、バックライトアセンブリ300は、光源310及び反射モジュール390を除いては図9に示したバックライトアセンブリ200と同一であるので重複する説明は省略する。
光ガイドユニット305は、反射面306、出射面307及び入射面308を含む。
光源310は、ランプ311及びランプレフレクタ312を含む。ランプレフレクタ312は、ランプ311から出射した光を入射面308の方向に反射させる。
反射モジュール390は、反射面306に向い合うように配置される。反射モジュール390は、第1基板320、下部電極330、スイッチング素子340及び上部電極350を含む。
光源310は、ランプ311及びランプレフレクタ312を含む。ランプレフレクタ312は、ランプ311から出射した光を入射面308の方向に反射させる。
反射モジュール390は、反射面306に向い合うように配置される。反射モジュール390は、第1基板320、下部電極330、スイッチング素子340及び上部電極350を含む。
反射モジュール390は、第2絶縁膜365及び上部電極350の形状を除いては図9に示した反射モジュール290と同一であるので、重複する説明は省略する。
図16は、図15に示した第7領域の拡大図である。
図15及び図16に示すように、第2絶縁膜365は、スペーサ370によって支持され、第1絶縁膜360を向い合うように配置される。第2絶縁膜365は、スペーサ370の上部に固定された固定端365a及び固定端365aに対向する自由端365bを含む。
図16は、図15に示した第7領域の拡大図である。
図15及び図16に示すように、第2絶縁膜365は、スペーサ370によって支持され、第1絶縁膜360を向い合うように配置される。第2絶縁膜365は、スペーサ370の上部に固定された固定端365a及び固定端365aに対向する自由端365bを含む。
下部電極330にオン信号が印加されると、上部電極350は、下部電極330から引力を受ける。これによって、自由端365aが下部電極330の中央部に向かって折曲げられる。その結果、反射面306に密着した上部電極350は、第2光学部材315及び空気層の境界面316から離間する。
下部電極330にオン信号が印加され、上部電極350が境界面316から離間した領域において、反射面306に入射した光の一部は反射され、残りの一部は第2光学部材315に進入して屈折する。第2光学部材315に進入した光の一部は境界面316で再び反射され、残りの一部は空気層に出射され屈折する。
下部電極330にオン信号が印加され、上部電極350が境界面316から離間した領域において、反射面306に入射した光の一部は反射され、残りの一部は第2光学部材315に進入して屈折する。第2光学部材315に進入した光の一部は境界面316で再び反射され、残りの一部は空気層に出射され屈折する。
第2光学部材315から出射した光は、境界面316に密着した2つの上部電極350の間に進行する。この場合、境界面316に密着した2つの上部電極350は、単一スリットと理解することができる。
その結果、上部電極350の間に進行する光は回折しる。したがって、回折した光は光の経路が種々に変更され、境界面316から離間した(オン状態)上部電極350で反射される。オン状態の上部電極350で反射された光は再び第2光学部材315に入射して出射面307を通じて出射する。
その結果、上部電極350の間に進行する光は回折しる。したがって、回折した光は光の経路が種々に変更され、境界面316から離間した(オン状態)上部電極350で反射される。オン状態の上部電極350で反射された光は再び第2光学部材315に入射して出射面307を通じて出射する。
表示装置
図17は、本発明の一実施例による表示装置の分解斜視図である。図18は、図17に示した表示装置をII-II'に沿って見た断面図である。
図17及び図18に示すように、表示装置700は、光ガイドユニット105、光源110、反射モジュール190及び表示モジュール750を含む。光ガイドユニット105、光源110及び反射モジュール190は、図1〜図8に示した光ガイドユニット105、光源110、反射モジュール190と同一であるので、同一の図面符号を付与し、重複する説明は省略する。
図17は、本発明の一実施例による表示装置の分解斜視図である。図18は、図17に示した表示装置をII-II'に沿って見た断面図である。
図17及び図18に示すように、表示装置700は、光ガイドユニット105、光源110、反射モジュール190及び表示モジュール750を含む。光ガイドユニット105、光源110及び反射モジュール190は、図1〜図8に示した光ガイドユニット105、光源110、反射モジュール190と同一であるので、同一の図面符号を付与し、重複する説明は省略する。
表示モジュール750は、光ガイドユニット105上に配置され、光ガイドユニット105で出射した光に基づいて画像を表示する。このために、表示モジュール750は、第2基板720及び色画素730を含む。
第2基板720は、出射面107上に配置される。第2基板720は、プレート形状を有するガラス基板である。第2基板720には、複数の画素領域721が形成される。画素領域721は、第1基板120上に形成された反射領域121に対応する。
第2基板720は、出射面107上に配置される。第2基板720は、プレート形状を有するガラス基板である。第2基板720には、複数の画素領域721が形成される。画素領域721は、第1基板120上に形成された反射領域121に対応する。
1つの画素領域721には、1つ以上の反射領域121を対応させることができる。図17では、1つの画素領域721は、1つの反射領域121に重なる構成である。
色画素730は、画素領域721にそれぞれ形成される。色画素730は、例えば、赤色、緑色、及び青色の色画素730を含む。色画素730は、出射面107から出射した光の入射を受けて赤色、緑色、または青色光を出射する。
色画素730は、画素領域721にそれぞれ形成される。色画素730は、例えば、赤色、緑色、及び青色の色画素730を含む。色画素730は、出射面107から出射した光の入射を受けて赤色、緑色、または青色光を出射する。
図17及び図18で、表示モジュール750は、光遮断パターン725を更に含む。光遮断パターン725は、画素領域721の間に配置される。光遮断パターン725は、光の入射を受けるオン状態の色画素730と光が入射しないオフ状態の色画素730との明暗比を増加させる。
一方、下部電極130にオン信号が印加される時間を制御して色画素730から表示される色の明るさが制御される。
一方、下部電極130にオン信号が印加される時間を制御して色画素730から表示される色の明るさが制御される。
下部電極130にオン信号が印加されると、上部電極150は、反射面106に密着する。これによって、上部電極150が密着した反射面106に対応する出射面107を通じて光が出射される。その結果、表示装置700は画像を表示する。
表示装置700によると、液晶表示パネルなどのように複雑な構造を有する光シャッター器具を単純な構造を有する反射モジュール190及び表示モジュール750に代替して画像を表示することができる。
表示装置700によると、液晶表示パネルなどのように複雑な構造を有する光シャッター器具を単純な構造を有する反射モジュール190及び表示モジュール750に代替して画像を表示することができる。
図19は、本発明の他の実施例による表示装置の断面図である。
図19に示すように、表示装置は、光ガイドユニット205、光源210、反射モジュール290及び表示モジュール850を含む。光ガイドユニット218、光源210及び反射モジュール290は、図9〜図14に示した光ガイドユニット205、光源210、反射モジュール290と同一であるので、同一の図面符号を付与し、重複する説明は省略する。
図19に示すように、表示装置は、光ガイドユニット205、光源210、反射モジュール290及び表示モジュール850を含む。光ガイドユニット218、光源210及び反射モジュール290は、図9〜図14に示した光ガイドユニット205、光源210、反射モジュール290と同一であるので、同一の図面符号を付与し、重複する説明は省略する。
表示モジュール850は、第2基板820及び色画素830を含む。図19で表示モジュール850は、画素領域821を除いては図17及び図18に示した表示モジュール750と同一であるので、重複する説明は省略する。
第2基板820は、出射面207上に配置される。第2基板820には、画素領域821が形成される。画素領域821は第1基板220上に形成された反射領域221に対応する。1つの画素領域821には1つ以上の反射領域221を対応させることができる。図19では、1つの画素領域821が4つの反射領域221に重なる構成となっている。
第2基板820は、出射面207上に配置される。第2基板820には、画素領域821が形成される。画素領域821は第1基板220上に形成された反射領域221に対応する。1つの画素領域821には1つ以上の反射領域221を対応させることができる。図19では、1つの画素領域821が4つの反射領域221に重なる構成となっている。
図20は、更に他の実施例による表示装置の断面図である。
図20に示すように、表示装置は、ガイドユニット305、光源310、反射モジュール390及び表示モジュール950を含む。光ガイドユニット305、光源310及び反射モジュール390は、図15及び図16に示した光ガイドユニット305、光源310、反射モジュール390と同一であるので、同一の図面符号を付与し、重複する説明は省略する。
図20に示すように、表示装置は、ガイドユニット305、光源310、反射モジュール390及び表示モジュール950を含む。光ガイドユニット305、光源310及び反射モジュール390は、図15及び図16に示した光ガイドユニット305、光源310、反射モジュール390と同一であるので、同一の図面符号を付与し、重複する説明は省略する。
表示モジュール950は、第2基板920及び色画素930を含む。図20で、表示モジュール950は、画素領域921を除いては図17及び図18に示した表示モジュール750と同一であるので、重複する説明は省略する。
第2基板920は、出射面307上に配置される。第2基板920には、画素領域921が形成される。画素領域921は、第1基板320上に形成された反射領域321に対応する。1つの画素領域921には、1つ以上の反射領域321を対応させることができる。図20では、1つの画素領域921が、4つの反射領域321に重なる構成となっている。
第2基板920は、出射面307上に配置される。第2基板920には、画素領域921が形成される。画素領域921は、第1基板320上に形成された反射領域321に対応する。1つの画素領域921には、1つ以上の反射領域321を対応させることができる。図20では、1つの画素領域921が、4つの反射領域321に重なる構成となっている。
以上、詳細に説明したように、本発明によると、バックライトアセンブリは、反射領域別に選択的に光を出射する光シャッター機能を有する。
即ち、反射領域に配置された上部電極が光ガイドユニットの反射面に密着するか、反射面から離間することによって、光ガイドユニットの内部で進行し、反射面に入射した光は、全反射、単純反射または出射される。ここで、単純反射または反射面を通じて出射される光は、再び上部電極で反射され、光ガイドユニットの出射面を通じて出射される。
即ち、反射領域に配置された上部電極が光ガイドユニットの反射面に密着するか、反射面から離間することによって、光ガイドユニットの内部で進行し、反射面に入射した光は、全反射、単純反射または出射される。ここで、単純反射または反射面を通じて出射される光は、再び上部電極で反射され、光ガイドユニットの出射面を通じて出射される。
これによって、表示モジュールは光シャッターの機能を有するために液晶のような要素を含まず、単に出射面を通じて出射する光に基づいて色を表示する色画素を含む。
したがって、簡単な構造を有する表示装置を提供することができる。
以上、本発明の実施例によって詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有するものであれば本発明の思想と精神を離脱することなく、本発明を修正または変更できる。
したがって、簡単な構造を有する表示装置を提供することができる。
以上、本発明の実施例によって詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有するものであれば本発明の思想と精神を離脱することなく、本発明を修正または変更できる。
100 バックライトアセンブリ
105 光ガイドユニット
110 光源
120 第1基板
130 下部電極
140 スイッチング装置
150 上部電極
160 第1絶縁膜
165 第2絶縁膜
170 スペーサ
181 第1信号線
185 第2信号線
700 表示装置
720 第2基板
730 色画素
105 光ガイドユニット
110 光源
120 第1基板
130 下部電極
140 スイッチング装置
150 上部電極
160 第1絶縁膜
165 第2絶縁膜
170 スペーサ
181 第1信号線
185 第2信号線
700 表示装置
720 第2基板
730 色画素
Claims (28)
- 光ガイドユニットと、
前記光ガイドユニットの入射面に光を提供する光源と、
前記光ガイドユニットの下に配置され、オン/オフ信号を含む少なくとも1つの制御信号に応答して前記光ガイドユニットから出射する光を反射または散乱させる反射モジュールと、
を含むことを特徴とするバックライトアセンブリ。 - 前記反射モジュールは、
前記光ガイドユニットの反射面と向い合う一面に複数の反射領域が形成された第1基板と、
前記反射領域に配置された複数の下部電極と、
前記第1基板上に配置され、前記下部電極にオンまたはオフ信号を印加するスイッチング素子と、
前記下部電極と向い合うように配置され、前記反射面に入射する光を前記光ガイドユニットの出射面を通じて出射するために、前記下部電極に選択的に印加される前記オンまたはオフ信号に基づいて前記反射面に密着または離間する上部電極と、
を含むことを特徴とする請求項1記載のバックライトアセンブリ。 - 前記下部電極は、前記オフ信号に応答して、前記反射面に入射した光を全反射して前記光ガイドユニットの出射面から再び全反射するように、前記上部電極を前記反射面から離間させることを特徴とする請求項2記載のバックライトアセンブリ。
- 前記下部電極は、前記オン信号に応答して、前記反射面に入射した光を反射して前記光ガイドユニットの出射面を通じて出射するよう、前記上部電極を前記反射面に密着させることを特徴とする請求項2記載のバックライトアセンブリ。
- 前記上部電極は、前記光を散乱させる突起部を含むことを特徴とする請求項2記載のバックライトアセンブリ。
- 前記光ガイドユニットの屈折率より大きい屈折率を有して、前記光ガイドユニットと反射モジュールとの間に介在された光学部材を更に含むことを特徴とする請求項2記載のバックライトアセンブリ。
- 前記光学部材は、前記光ガイドユニットの反射面に密着されることを特徴とする請求項6記載のバックライトアセンブリ。
- 前記下部電極は、前記オフ信号に応答して、前記反射面に入射した光を全反射して前記光ガイドユニットの出射面で再び全反射するように、前記上部電極を前記反射面で密着させることを特徴とする請求項6記載のバックライトアセンブリ。
- 前記下部電極は、前記オン信号に応答して、前記反射面に入射した光を反射して前記光ガイドユニットの出射面を通じて出射するように、前記上部電極を前記反射面から離間させることを特徴とする請求項6記載のバックライトアセンブリ。
- 前記反射モジュールは、
前記光ガイドユニットの入射面に光を提供する光源と、
前記下部電極上に形成され、外部から前記下部電極を絶縁させる第1絶縁膜と、
前記下部電極の周辺部の前記第1絶縁膜上に形成された複数のスペーサと、
前記スペーサによって支持されて前記第1絶縁膜に向い合い、前記上部電極が配置された第2絶縁膜と、
を更に含むことを特徴とする請求項6記載のバックライトアセンブリ。 - 前記第2絶縁膜は、前記スペーサの上部に固定された固定端及び前記固定端に対向する自由端を含み、
前記反射面に密着された前記上部電極は、前記下部電極に前記オン信号が印加され、前記自由端が前記下部電極の中央部に向かって折曲げられることによって、前記反射面から離間することを特徴とする請求項10記載のバックライトアセンブリ。 - 前記反射モジュールは、
前記第1基板上に第1方向に複数が相互平行に配置され、前記スイッチング素子に前記オンまたはオフ信号の印加可否を制御する制御信号を印加する第1信号線と、
前記第1基板上に前記第1方向と交差する第2方向に複数が相互平行に配置され、前記下部電極に前記オンまたはオフ信号を印加する第2信号線と、
を含むことを特徴とする請求項2記載のバックライトアセンブリ。 - 互いに隣接する前記1信号線及び互いに隣接する前記第2信号線によって取り囲まれた領域を前記反射領域と定義することを特徴とする請求項12記載のバックライトアセンブリ。
- 光ガイドユニットと、
前記光ガイドユニットの入射面に光を提供する光源と、
前記光ガイドユニットの下に配置され、オン/オフ信号を含む少なくとも1つの制御信号に応答して前記光ガイドユニットから出射する光を反射または散乱する反射モジュールと、
前記光ガイドユニットの上に配置され、前記光ガイドユニットから出射した光に基づいて画像を表示する表示モジュールと、
を含むことを特徴とする表示装置。 - 前記表示モジュールは、複数の画素領域のそれぞれに形成された色画素を含むことを特徴とする請求項14記載の表示装置。
- 前記反射モジュールは、
前記光ガイドユニットの反射面と向い合う一面に複数の反射領域が形成された第1基板と、
前記反射領域に配置された複数の下部電極と、
前記第1基板上に配置され、前記下部電極にオンまたはオフ信号を印加するスイッチング素子と、
前記下部電極と向い合うように配置され、前記反射面に入射する光を前記光ガイドユニットの出射面を通じて出射するために、前記下部電極に選択的に印加される前記オンまたはオフ信号に基づいて、前記反射面に密着または離間する上部電極と、
を含むことを特徴とする請求項14記載の表示装置。 - 前記反射モジュールは、
前記下部電極上に形成され、外部から前記下部電極を絶縁させる第1絶縁膜と、
前記下部電極の周辺部の前記第1絶縁膜上に形成されたスペーサと、
前記スペーサによって支持されて前記第1絶縁膜に向い合い、前記上部電極が配置された第2絶縁膜と、
を更に含むことを特徴とする請求項16記載の表示装置。 - 前記第2絶縁膜は、前記スペーサの上部に固定された固定端及び前記固定端に対向する自由端を含み、
前記反射面に密着された前記上部電極は、前記下部電極に前記オン信号が印加されて前記自由端が前記下部電極の中央部に向かって折曲げられることによって、前記反射面から離間することを特徴とする請求項17記載の表示装置。 - 光界面及び前記光界面と異なる光出射面を含む光ガイドユニットと、
入射光を反射させる複数の光反射体と、
第1光反射体を前記光界面から遠い第1位置または前記光界面から近い第2位置に選択的に位置させる第1作動器を含み、
前記第1作動器は、オン制御信号に応答して、光が反射されて前記光出射面の第1領域を通じて透過されるように、前記第1光反射体を前記第1位置及び前記第2位置のいずれか1つに選択的に位置させることを特徴とする表示装置。 - 前記第1作動器は、第1制御電圧に応答して電場を発生させる第1電極を含み、前記第1光反射体は、フレキシブルな材料上に配置された第2電極を含むことを特徴とする請求項19記載の表示装置。
- 前記光ガイドユニットは、光源から光の提供を受けるための光入射面を更に含むことを特徴とする請求項19記載の表示装置。
- 前記第1作動器は、オフ制御信号に応答して、光が前記光ガイドユニットの光出射面の前記第1領域を通じて透過されないように、前記光反射体を前記第1位置及び前記第2位置のうち他の1つに選択的に位置させることを特徴とする請求項19記載の表示装置。
- オン制御信号に応答して、対応する光反射体を前記光界面から遠い第1位置または前記光界面から近い第2位置に位置させ、
オフ制御信号に応答して、対応される光反射体を前記第1位置及び第2位置のうち、他の1つに位置させる複数の作動器を更に含むことを特徴とする請求項19記載の表示装置。 - 前記複数の光反射体のそれぞれは、前記光ガイドユニットの光出射面と対応し、前記表示装置は、前記オフ制御信号に応答して前記第1位置及び第2位置の他の1つに位置した光反射体と対応する前記光ガイドユニットの光出射面の各領域から光を全反射することを特徴とする請求項23記載の表示装置。
- 前記光ガイドユニットは、空気の屈折率より大きい屈折率を有する材料を含むことを特徴とする請求項19記載の表示装置。
- 前記オン制御信号に応答して、前記第1作動器は前記第1光反射体を前記第2位置に選択的に位置させることを特徴とする請求項25記載の表示装置。
- 前記光ガイドユニットは、空気の屈折率より大きい第1屈折率を有する第1材料及び前記第1屈折率より大きい第2屈折率を有する第2材料を含み、前記光境界面は前記第2材料の表面であることを特徴とする請求項19記載の表示装置。
- 複数の画素を有する表示モジュールを更に含み、前記画素それぞれは少なくとも1つの前記光出射面の対応領域から光の提供を受けることを特徴とする請求項19記載の表示装置。
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