KR100813472B1 - Reflection and penetration type liquid crystal display - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기존의 반사투과 모드를 그대로 유지하면서 투과율은 높이면서 반사율 저하를 방지할 수 있는 반사-투과형 액정 표시 장치를 개시한다.The present invention discloses a reflection-transmissive liquid crystal display device capable of preventing a decrease in reflectance while increasing transmittance while maintaining an existing reflection transmission mode.
본 발명에 따르면, 액정층에 최근접하여 상부에 컬러 필터와, 제1 위상판과, 제1 편광판을 순차적으로 각각 포함하고, 액정층에 최근접하여 하부에 TFT 어레이 기판과, 제2 위상판과, 제2 편광판을 순차적으로 각각 포함하는 반사-투과형 액정 표시 장치에 있어서, 비흡수 반사부는 반사 모드 동작시, 외부로부터 입사되는 광이 반사판과 동일 평면상에 구비되는 투과창을 통과하여 광이 누설되더라도 이를 투과창을 경유하여 반사시켜 반사율을 향상시킨다.According to the present invention, a color filter, a first phase plate, and a first polarizing plate are sequentially disposed adjacent to the liquid crystal layer, and the TFT array substrate, the second phase plate, and adjacent to the liquid crystal layer are sequentially disposed. In the reflection-transmissive liquid crystal display device including a second polarizing plate in sequence, the non-absorptive reflecting portion, even in the reflection mode operation, even if light incident from the outside passes through a transmission window provided on the same plane as the reflecting plate to leak This is reflected through the transmission window to improve the reflectance.
그 결과, 투과창으로 누설되는 광을 투명한 미반사 필름을 사용하여 재반사시킴으로써 투과율에는 영향을 주지 않고 반사율을 향상시킬 수 있다.As a result, the reflectance can be improved without affecting the transmittance by re-reflecting the light leaking into the transmission window using a transparent non-reflective film.
액정, 반사, 투과, 반사투과, 누설광, 반사효율, 필름Liquid crystal, reflection, transmission, reflection transmission, leakage light, reflection efficiency, film
Description
도 1은 일반적인 반사형 액정 표시 장치의 구동 원리를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a driving principle of a general reflective liquid crystal display.
도 2는 일반적인 투과형 액정 표시 장치의 구동 원리를 설명하기 위한 도면이다.2 is a view for explaining a driving principle of a general transmissive liquid crystal display.
도 3은 일반적인 반사-투과형 액정 표시 장치의 프로파일이 도시한다.3 shows a profile of a typical reflection-transmissive liquid crystal display device.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 반사-투과형 액정 표시 장치를 설명하기 위한 도면이다.4 is a diagram for describing a reflection-transmissive liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 반사-투과형 액정 표시 장치를 설명하기 위한 도면이다.5 is a diagram for describing a reflection-transmissive liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 반사-투과형 액정 표시 장치를 설명하기 위한 도면이다.6 is a diagram for describing a reflection-transmissive liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 반사-투과형 액정 표시 장치를 설명하기 위한 도면이다.7 is a diagram for describing a reflection-transmissive liquid crystal display device according to a fourth embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 반사-투과형 액정 표시 장치를 설명하기 위한 도면이다. 8 is a diagram for describing a reflection-transmissive liquid crystal display device according to a fifth embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
110, 180 : 편광판 120, 170 : 위상판110, 180:
130 : 컬러 필터 기판 140 : 액정층130: color filter substrate 140: liquid crystal layer
152 : 반사판 154 : 투과창152: reflector plate 154: transmission window
160 : TFT 어레이 기판 190 : 비흡수 반사 필름160
192 : 마이크로 렌즈192: Micro Lens
본 발명은 반사-투과형 액정 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기존의 반사-투과 모드를 그대로 유지하면서 투과율은 높이되 반사율 저하를 방지하기 위한 반사-투과형 액정 표시 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
일반적으로 액정 표시 장치(LCD; LIQUID CRYSTAL DISPLAY)는 화상의 디스플레이를 위한 광원의 종류에 따라 외부 광을 이용하는 반사형 액정 표시 장치(REFLECTION TYPE LCD), 내부 광을 이용하는 투과형 액정 표시 장치(PENETRATION TYPE LCD) 및 이를 병용하는 반사-투과형 액정 표시 장치(REFLECTION AND PENETRATION TYPE LCD)로 분류한다.In general, a liquid crystal display (LCD) includes a reflective liquid crystal display (REFLECTION TYPE LCD) using external light and a transparent liquid crystal display (PENETRATION TYPE LCD) using internal light according to the type of light source for displaying an image. ) And a reflection-transmissive liquid crystal display device using the same.
도 1은 일반적인 반사형 액정 표시 장치의 구동 원리를 설명하기 위한 도면으로, 특히 노멀리 화이트 모드의 액정을 구비하는 것을 그 일례로 도시한다. 일반적으로 노멀리 화이트 모드에서는 액정에 가해지는 전압이 없을 때 화이트 컬러를 나타내고, 액정에 가해지는 전압이 있을 때 블랙 컬러를 나타낸다.FIG. 1 is a view for explaining a driving principle of a general reflective liquid crystal display device. In particular, FIG. 1 illustrates an example in which a liquid crystal in a normally white mode is provided. In general, the white color indicates a white color when no voltage is applied to the liquid crystal and a black color when there is a voltage applied to the liquid crystal.
도 1에 도시한 바와 같이, 먼저, 반사형 액정 표시 장치에서는 액정층에 가해지는 전압이 없을 때 외부 입사광이 상판 편광판(Polarizer)(30)을 통과한 다음 선편광이 되고, 다시 λ/4 위상판(40)을 통과해 원편광이 된다. 이때 원편광은 우원 편광일 수도 있고, 좌원 편광일 수도 있다.As shown in FIG. 1, first, in a reflection type liquid crystal display device, when no voltage is applied to the liquid crystal layer, external incident light passes through the
상기 원편광이 액정층(50)을 통과하는데, 이때 액정층은 액정에 가해지는 전압이 없으므로 트위스트상태를 유지하므로 이러한 트위스트된 액정층에 의해 원편광은 위상이 λ/4만큼 변하여 선편광이 된 후, 상기 선편광이 반사판(AlNd)(60)에 반사되어 액정층(50)을 다시 지나면서 λ/4만큼 위상이 변하여 원편광이 된다. 상기 원편광이 λ/4 위상판(40)을 지나면 처음에 입사한 광과 동일한 선편광으로 변환된 후 상판 편광판(30)을 경유하여 광이 투과하여 화이트 컬러를 디스플레이한다. The circularly polarized light passes through the
한편, 액정층(50)에 가해지는 전압이 있을 때, 외부 입사광이 상판 편광판(30)을 통과한 다음 선편광이 되고, 다시 λ/4 위상판(40)을 통과하여 원편광이 된다.On the other hand, when there is a voltage applied to the
상기 원편광이 액정층(50)을 통과하는데, 이때 액정층은 액정에 가해진 전압에 의해 수직 배열되므로 원편광을 그대로 통과시키고, 액정층을 통과한 원편광은 반사판(60)에 반사되어 액정층을 다시 지나 λ/4 위상판(40)에 의해 위상이 λ/4만큼 변하여 λ/4 지연된 선편광이 된다. 상기 선편광이 상판 편광판(30)을 경유하면서 광이 소실되어 블랙 컬러를 디스플레이한다. 이러한 반사형 액정 표시 장치에서 높은 반사율을 내기 위해서는 반사율에 최대 영향을 주는 반사판(60)의 프로필(Profile)이나 반사되는 영역이 많아야 한다.The circularly polarized light passes through the
하지만, 이러한 반사형 액정 표시 장치의 경우에는 외부로부터 입사되는 광을 사용하므로 어두운 장소에서는 광량의 감소에 따라서 표시가 어두워져 디스플레이되는 화상을 제대로 볼 수 없다는 단점이 있다.However, since the reflective liquid crystal display uses light incident from the outside, the display becomes dark due to a decrease in the amount of light in a dark place, so that the displayed image cannot be properly viewed.
도 2는 일반적인 투과형 액정 표시 장치의 구동 원리를 설명하기 위한 도면으로, 특히 노멀리 화이트 모드의 액정을 구비하는 것을 그 일례로 도시한다. FIG. 2 is a view for explaining a driving principle of a general transmissive liquid crystal display device. In particular, FIG. 2 illustrates an example in which a liquid crystal in a normally white mode is provided.
도 2를 참조하면, 액정층(50)에 가해지는 전압이 없을 때, 백라이트 어셈블리(미도시)로부터 제공된 광은 편광판(90)을 통과하면서 선편광으로 변환되고, λ/4 위상판(80)에 의해 원 편광으로 변환되며, 투명전극(70)을 경유하여 액정층(50)에 인가된다. 이때 인가되는 액정층에는 전압이 미인가되므로 트위스트 상태를 유지하고, 트위스트된 액정층에 의해 선편광으로 변환된 후, λ/4 위상판(40)에 의해 위상이 λ/4 변환되어 원편광이 된다. 이때 변환된 원편광은 편광판(30)을 통과하여 화이트 컬러를 디스플레이한다.Referring to FIG. 2, when no voltage is applied to the
한편, 액정층에 가해지는 전압이 있을 때, 백라이트 어셈블리로부터 제공된 광은 편광판(90)을 통과하면서 선편광으로 변환되고, λ/4 위상판(80)에 의해 원편광으로 변환된 후, 투명전극(70)을 경유하여 액정층(50)에 인가된다. 이때 인가되는 액정층에는 전압이 인가되므로 액정은 수직 배열되고, 수직 배열된 액정층에 의해 원편광을 그대로 유지하면서 λ/4 위상판(40)에 인가된다.On the other hand, when there is a voltage applied to the liquid crystal layer, the light provided from the backlight assembly is converted into linearly polarized light while passing through the polarizing
λ/4 위상판(40)에 인가된 원편광은 선편광으로 변환된 후 편광판에 인가되 고, 편광판에 인가된 선편광은 광이 소실되므로 블랙 컬러를 디스플레이한다.The circularly polarized light applied to the λ / 4
하지만, 상기한 투과형 액정 표시 장치는 백라이트 등의 장치 내부 광원을 사용하므로 밝은 장소든, 어두운 장소든 간에 관계없이 디스플레이되는 화상을 인식할 수 있으나, 광원의 분량만큼 전력 소비가 커지고, 특히 전지에 의해 동작시키는 휴대용 표시 장치 등에는 적합하지 않은 단점이 있다.However, the above-described transmissive liquid crystal display uses an internal light source such as a backlight, so that the image to be displayed can be recognized regardless of a bright or dark place, but the power consumption is increased by the amount of the light source. There is a disadvantage that it is not suitable for a portable display device to operate.
이러한 점에 착안하여 최근에는 반사형 및 투과형이 가능한 반사-투과형 액정 표시 장치가 개발되고 있다. In view of this, recently, a reflection-transmissive liquid crystal display device capable of a reflection type and a transmission type has been developed.
도 3은 일반적인 반사-투과형 액정표시장치의 프로파일이 도시한다.3 shows a profile of a typical reflection-transmissive liquid crystal display.
도 3을 참조하면, 제1 기판(1)의 상면에는 박막 트랜지스터(7)가 박막 트랜지스터 제조 공정에 의하여 수행된다. 미설명 도면부호 3은 게이트 전극, 6b는 소오스 전극, 6a는 드레인 전극 및 4,5는 액티브 패턴이다.Referring to FIG. 3, a
이후, 박막 트랜지스터(7)의 상면에는 투명하면서 후박한 아크릴계 유기 절연막(15)이 소정 두께로 도포된다. 이때, 아크릴계 유기 절연막(15)의 상면에는 광을 산란시켜 휘도를 향상시키기 위하여 불규칙한 요철 패턴이 형성되고, 아크릴계 유기 절연막(15) 중 드레인 전극(6a)에 해당하는 부분은 개구된다.Subsequently, a transparent and thin acrylic organic
이후, 아크릴계 유기 절연막(15)의 상면에는 액정을 제어하는데 필요한 반사/투과 전극(8,10)이 형성된다. 이때, 반사/투과 전극(8,10)은 광을 투과시키는 투과 전극(8) 및 광을 반사시키는 반사 전극(10)으로 구성되며, 반사 전극(10)의 일부가 개구(11)되어 이 부분을 통하여 광이 투과되도록 한다. 이때, 반사/투과 전극(8,10)의 투과 전극(8)은 ITO 또는 IZO 물질이 사용되며, 반사 전극(10)으로는 반사율이 뛰어난 알루미늄이나 알루미늄-네오디뮴 합금 등이 주로 사용된다.Thereafter, reflection /
이후, 제1 기판(1)의 상면에는 다시 공통 전극(13)이 형성된 제2 기판(14)이 위치하고, 그 사이에는 액정(12)이 주입되어 반사/투과형 액정표시장치(20)가 제작된다.Thereafter, the
즉, 주로 밝은 장소에서 표시 화면으로부터 입사하는 외부 광을 내부에 설치된 반투과 반사막으로 반사하면서, 그 광로상에 배치된 액정층, 편광판 등의 광학 소자를 사용하여 표시 화면으로부터 출사하는 광량을 화소마다 제어함으로써 반사형 표시를 한다. That is, while mainly reflecting the external light incident from the display screen in a bright place with a semi-transmissive reflective film provided therein, the amount of light emitted from the display screen using optical elements such as a liquid crystal layer and a polarizing plate disposed on the optical path is pixel-by-pixel. By controlling, reflective display is performed.
한편, 주로 어두운 장소에서는 상기한 반투과 반사막의 뒷편에서 백라이트 등의 내장 광원에 의해 광을 조사하면서 상기한 광학 소자를 사용하여 표시 화면으로부터 출사하는 광량을 화소마다 제어함으로써 투과형 표시를 한다.On the other hand, mainly in a dark place, transmissive display is performed by controlling the amount of light emitted from the display screen using the above-described optical element while irradiating light with a built-in light source such as a backlight from behind the transflective film.
하지만, 이러한 반사-투과형 액정 표시 장치는 외부 광이 많은 옥외에서는 반사 모드로 동작하고, 외부 광이 옥외에 비해 상대적으로 적은 실내에서는 투과 모드로 동작하는 장점이 있으나, 반사형 액정 표시 장치에 비해 반사율이 떨어지고, 투과형 LCD에 비해 투과율이 현저히 떨어진다는 단점이 있다. However, such a reflection-transmissive liquid crystal display device has an advantage of operating in a reflection mode in an outdoor environment with a lot of external light and in a transmissive mode in an interior where the external light is relatively less than an outdoor light. Has a disadvantage in that the transmittance is significantly lower than that of the transmissive LCD.
현재의 반사-투과형 액정 표시 장치에서 반사 및 투과 모드로 각각 표시 장치를 구현하기 위해서는 외부 광을 반사시키는 반사 영역과 내부의 백라이트 광을 투과시키는 투과 영역이 반드시 필요하다.In the current reflection-transmissive liquid crystal display device, in order to implement the display device in the reflection and transmission modes, respectively, a reflection area that reflects external light and a transmission area that transmits internal backlight light are necessary.
이러한 영역을 만들어 주기 위해 반사 영역을 만들고, 투과되는 영역을 별도의 마스크를 이용하여 만드는데, 반사 영역과 투과 영역을 적절히 조절하므로써 투 과율을 높일 수 있다. 현재 설계상 투과 영역을 최대화하기 위한 영역은 구조에 따라 다르나 대략 65% 내외이다. 하지만, 이러한 방법으로 투과창을 최대화한다면 투과율은 높일 수 있으나 상대적으로 반사율은 떨어지는 단점이 있다.In order to make such a region, a reflective region is created, and a transmissive region is made by using a separate mask. The transmittance can be increased by appropriately adjusting the reflective and transmissive regions. In the present design, the area for maximizing the transmission area is about 65% depending on the structure. However, if the transmission window is maximized in this way, the transmittance can be increased, but the reflectance is relatively low.
하지만, 반사투과라는 특성상 투과되는 영역이 있어 도 3과 같이 반사판에 반사되는 광 이외에도 투과창을 통과하여 백라이트쪽으로 누설되는 광이 있다. 이때 투과창을 통과하여 백라이트쪽으로 누설되는 광은 반사율에 전혀 영향을 주지 못하고 광의 손실로 작용한다.However, there is a region that is transmitted due to the property of reflection transmission, and in addition to the light reflected by the reflection plate as shown in FIG. 3, there is light leaking through the transmission window toward the backlight. At this time, the light leaking through the transmission window toward the backlight has no effect on the reflectance and acts as a loss of light.
이에 본 발명의 기술과 과제는 이러한 점에 착안한 것으로, 본 발명의 목적은 반사-투과형 액정 표시 장치에서 반사 모드 및 투과 모드를 각각 유지하면서, 투과율은 높이고, 투과창을 통해 누설되는 광에 의한 반사율 저하를 방지하기 위한 반사-투과형 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.Accordingly, the present invention has been made in view of the foregoing, and an object of the present invention is to increase the transmittance while maintaining the reflection mode and the transmission mode in the reflection-transmissive liquid crystal display device. The present invention provides a reflection-transmissive liquid crystal display device for preventing a decrease in reflectance.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 하나의 특징에 따른 반사-투과형 액정 표시 장치는, 액정층에 최근접하여 상부에 컬러 필터와, 제1 위상판과, 제1 편광판을 순차적으로 각각 포함하고, 상기 액정층에 최근접하여 하부에 TFT 어레이 기판과, 제2 위상판과, 제2 편광판을 순차적으로 각각 포함하는 반사-투과형 액정 표시 장치에 있어서,According to one aspect of the present invention, a reflection-transmissive liquid crystal display device includes a color filter, a first phase plate, and a first polarizing plate sequentially adjacent to a liquid crystal layer, respectively, In a reflection-transmissive liquid crystal display device comprising a TFT array substrate, a second phase plate, and a second polarizing plate sequentially adjacent to the liquid crystal layer at a lower portion thereof,
상기 액정층과 상기 TFT 어레이 기판과의 사이에 개구된 투과창을 포함하는 반사판을 구비하고, 반사 모드 동작시, 외부로부터 입사되는 광이 상기 투과창을 통과함에 따라 상기 투과창을 통과한 광을 상기 투과창을 경유하여 반사시켜 반사율을 향상시키는 비흡수 반사부를 포함하여 이루어진다.And a reflection plate including a transmission window opened between the liquid crystal layer and the TFT array substrate, and in the reflection mode operation, light passing through the transmission window as light incident from the outside passes through the transmission window. It includes a non-absorbing reflecting portion for reflecting through the transmission window to improve the reflectance.
여기서, 상기한 비흡수 반사부는 상기 TFT 어레이 기판과 제2 위상판과의 사이에 설치되며, 서로 다른 굴절율을 갖는 재료를 복수의 층을 적층하여 굴절율에 의한 차이를 이용하는 비흡수 반사 필름인 것을 하나의 특징으로 한다. 여기서, 상기 비흡수 반사부는 상기 TFT 어레이 기판에 근접하는 면에 마이크로 렌즈 패턴을 더 구비하는 것이 바람직하다.Here, the non-absorption reflecting portion is provided between the TFT array substrate and the second phase plate, a non-absorptive reflective film using a difference in refractive index by stacking a plurality of layers of materials having different refractive indices one It is characterized by. Here, the non-absorption reflecting portion preferably further includes a micro lens pattern on a surface proximate the TFT array substrate.
또한, 상기한 비흡수 반사부는 상기 제2 위상판이 상기 TFT 어레이 기판에 근접하는 면에 일체로 형성되며, 서로 다른 굴절율을 갖는 재료를 복수의 층을 적층하여 굴절율에 의한 차이를 이용하는 것을 다른 특징으로 한다.In addition, the non-absorption reflecting unit is integrally formed on the surface of the second phase plate adjacent to the TFT array substrate, and the material having a different refractive index by stacking a plurality of layers to use the difference by the refractive index do.
또한, 상기한 비흡수 반사부는 상부 면이 상기 제2 위상판에 향하는 상기 제2 편광판의 하부 면에 형성되며, 서로 다른 굴절율을 갖는 재료를 복수의 층을 적층하여 굴절율에 의한 차이를 이용하는 비흡수 반사 필름인 것을 또 다른 특징으로 한다.In addition, the non-absorbing reflecting portion is formed on the lower surface of the second polarizing plate whose upper surface is facing the second phase plate, the non-absorption by using a difference by the refractive index by stacking a plurality of layers of materials having different refractive indices Another feature is that it is a reflective film.
또한, 상기한 비흡수 반사부는 상기 제2 편광판의 면 중에서 상기 제2 위상판에 근접하는 면에 표면 처리된 광택층인 것을 또 다른 특징으로 한다.In addition, the non-absorption reflecting portion is another feature that the surface of the second polarizing plate is a gloss layer surface-treated on the surface close to the second phase plate.
이러한 반사-투과형 액정 표시 장치에 의하면, 투과창으로 누설되는 광을 투명한 비흡수 반사 필름을 사용하여 재반사시킴으로써 투과율에는 영향을 주지 않으면서도 반사율을 향상시킬 수 있다.According to such a reflection-transmissive liquid crystal display device, the reflectance can be improved without affecting the transmittance by re-reflecting the light leaking into the transmission window using a transparent non-absorbing reflective film.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it will be described in detail the present invention.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 반사-투과형 액정 표시 장치를 설명하기 위한 도면이다.4 is a diagram for describing a reflection-transmissive liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 반사-투과형 액정 표시 장치는 제1 편광판(110), 제1 위상판(120), 컬러 필터 기판(130), 액정층(140), 반사판(152), 투과창(154), TFT 어레이 기판(160), 비흡수 반사 필름(190), 제2 위상판(170) 및 제2 편광판(180)을 포함한다. Referring to FIG. 4, the reflection-transmissive liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention may include a
제1 편광판(110)은 일반적으로 입사되는 광은 그 진동 방향이 모든 방향으로 동일한 확률을 가지고 있으므로, 이러한 광들 중에서 편광축과 동일한 방향으로 진동하는 광만 투과시키고, 그 외의 나머지 방향으로 진동하는 광은 일정 매질을 이용하여 흡수 또는 반사하여 특정한 하나의 방향으로만 진동하는 광을 만드는 역할을 수행한다. 즉, 편광판은 입사되는 광중에서 일정 선편광 성분만 통과시킨다.Since the first
제1 위상판(120)은 폴리 카보나이드, 아르톤(ARTON), S-sina 등을 재료로 사용하며, 편광판(110)과 컬러 필러 기판(130)과의 사이에 구비된다. 여기서, 상기한 위상판은 λ/4 위상판일수도 있고, λ/2 위상판일 수도 있을 것이다. 일반적으로 위상판은 고유 복굴절치가 양인 수지로 이루어진 제1 층과 고유 복굴절치가 음인 수지로 이루어진 제2 층을 적층시킨 구성으로, 제1 층과 제2 층은 복굴절하며, 그 상 지연축을 서로 직교시켜서 적층되어 있다. The
위상판의 리터데이션은 제1 층과 제2 층의 각 리터데이션의 합이 되기 때문에, 제1 층과 제2 층의 상 지연축을 서로 직교시켜서 적층함으로써, 위상판의 단파장측의 리터데이션은 작고, 또 장파장측의 리터데이션은 크게 할 수 있다. 그 결 과, 위상판의 파장λ에서의 리터데이션 Re(λ)과 파장과의 비 Re(λ)/λ는 가시광 영역에서 거의 일정하게 유지할 수 있다. Since the retardation of the phase plate is the sum of the respective retardations of the first layer and the second layer, the retardation on the short wavelength side of the phase plate is small by laminating orthogonally stacking the phase delay axes of the first layer and the second layer. In addition, the long-wave length side can be increased. As a result, the ratio Re (λ) / λ between the retardation Re (λ) at the wavelength λ of the phase plate and the wavelength can be maintained almost constant in the visible light region.
컬러 필터 기판(130)은 광이 통과하면서 소정의 색이 발현되는 색화소인 RGB 각 화소가 박막 공정에 의해 형성된 기판으로, 색상을 구현하는 컬러 필터 패턴과, 상기 RGB 각 셀간의 구분과 광차단 역할을 수행하는 블랙 매트릭스와, 액정셀에 전압 인가를 위해 ITO로 이루어진 공통 전극으로 구성된다.The
액정층(140)은 전계에 의해 배열각이 변화하며, 이러한 배열각에 따라 광투과도가 변경되어 원하는 화상을 얻는다. 특히, 상기한 액정층(140)은 원편광이 입사되면 선편광으로 변환하고, 선편광이 입사되면 원편광으로 변환하는 동작을 수행한다.The arrangement angle of the
반사판(152)은 액정층을 통과하여 입사되는 광의 경로를 반전시켜 액정층에 재입사하는 동작을 수행한다. 한편, 반사판이 이루어지는 평면상의 일부에 투과창(154)이 형성되며, 이러한 투과창을 통해 액정층을 통과하여 입사되는 광을 하부에 구비되는 TFT 어레이 기판(160)을 경유하여 비흡수 반사 필름에 제공한다.The
TFT 어레이 기판(160)은 일반적으로 매트릭스상의 박막 트랜지스터(미도시)가 형성되어 있는 투명한 유리기판이다. 여기서, 박막 트랜지스터들의 소오스 단자에는 데이터 라인(미도시)이 연결되며, 게이트 단자에는 게이트 라인(미도시)이 연결된다. 또한, 드레인 단자에는 투명한 도전성 재질인 인듐 틴 옥사이드(ITO)로 이루어진 화소 전극이 형성된다.The
상기한 데이터 라인 및 게이트 라인에 전기적 신호를 입력하면 각각의 박막 트랜지스터의 소오스 단자와 게이트 단자에 전기적인 신호가 입력되고, 이들 전기적인 신호의 입력에 따라 박막 트랜지스터는 턴-온(Turn-ON) 또는 턴-오프(Turn-OFF)되어 드레인 단자로는 화소 형성에 필요한 전기적인 신호가 출력된다.When an electrical signal is input to the data line and the gate line, an electrical signal is input to a source terminal and a gate terminal of each thin film transistor, and the thin film transistor is turned on according to the input of the electrical signal. Alternatively, the signal is turned off and the electrical signal necessary for pixel formation is output to the drain terminal.
상술한 TFT 어레이 기판(160)의 트랜지스터의 게이트 단자 및 소오스 단자에 전원이 인가되어 박막 트랜지스터가 턴-온되면, 화소 전극과 컬러 필터 기판의 공통 전극사이에는 전계가 형성되고, 이러한 전계에 의해 TFT 어레이 기판(160)과 컬러 필터 기판(130)사이에 주입된 액정의 배열각이 변화되고, 변화된 배열각에 따라서 광투과도가 변경되어 원하는 화상을 얻게 된다. 물론 액정의 배열각과 액정이 배열되는 시기를 제어하기 위하여 박막 트랜지스터의 게이트 라인과 데이터 라인에 구동신호 및 타이밍 신호를 인가한다.When power is applied to the gate terminal and the source terminal of the transistor of the
비흡수 반사 필름(190)은 투과창(154)을 통해 TFT 어레이 기판(160)을 경유하여 입사되는 광의 경로를 반전시켜 액정층에 재입사하는 동작을 수행하는데, 특히, 입사되는 광이 선편광이라면 이를 TFT 어레이 기판(160)과 투과창(154)을 경유하여 액정층(140)에 재입사시키고, 원편광이라면 이를 TFT 어레이 기판(160)과 투과창(154)을 경유하여 액정층(140)에 재입사시킨다.The non-absorptive
특히, 비흡수 반사필름(190)은 서로 다른 굴절율을 갖는 재료를 복수의 층을 적층하여 이루어지는데, 본 발명에서는 이러한 층간의 굴절율에 의한 차이를 이용하여 입사되는 광을 흡수하거나 통과시키지 않고, 반사시키는 역할을 수행한다. 물론 여기서, 입사되는 광은 외부로부터 입사되는 광인 것이 바람직하고, 하부, 즉 백라이트 어셈블리로부터 입사되는 광은 통과시키는 것이 바람직하다.
In particular, the non-absorptive
제2 위상판(170)은 비흡수 반사 필름(190)의 하부에 구비된다.The
제2 편광판(180)은 상기한 제1 편광판(110)의 편광축과는 서로 직교하도록 부착도리 수도 있고, 또는 평행하도록 부착될 수도 있으며, 상기한 제1 및 제2 편광판(110, 180)의 편광축의 회전 정도에 따라 투과광의 세기가 조절되어 블랙 컬러와 화이트 컬러 사이의 그레이 표현이 가능하게 된다.The second
그러면, 설명의 편의를 위해 반사판(152)이 형성된 영역을 반사 영역으로 정의하고, 투과창(154)이 형성된 영역을 투과 영역으로 정의하며, 반사-투과형 액정 표시 장치의 반사 모드 동작만을 본 발명의 제1 실시예를 설명한다.Then, for convenience of description, the area in which the
먼저, 전기장과 자기장은 진행 방향과 수직으로 진동하면서 반사 영역에 입사되는 광은 편광판(110)을 경유하면 선편광으로 변환되고, 제1 위상판(120)과 컬러 필터 기판(130)을 경유하면 원편광, 바람직하게는 좌원 편광으로 변환된다. 좌원 편광으로 변환된 광은 액정층(140)을 통과하면서 선편광으로 변환되고, 변환된 선편광은 반사판에 의해 반사되어 입사 경로와는 반전하여 반사된다. 이때 액정층(140)을 통과하는 광은 좌원 편광이다.First, while the electric field and the magnetic field vibrate perpendicularly to the traveling direction, the light incident on the reflective region is converted into linearly polarized light through the
한편, 투과 영역에 입사되는 광이 편광판(110)을 경유하면 선편광이 되고, 제1 위상판(120)과 컬러 필터 기판(130)을 경유하면 원편광, 바람직하게는 좌원 편광으로 변환된다. 좌원 편광으로 변환된 광은 액정층(140)을 통과하면서 선편광으로 변환되고, 변환된 선편광은 투과창(154)과 TFT 어레이 기판(160)을 통과하여 비흡수 반사필름(190)에 의해 반사되어 입사 경로와는 반전하여 반사된다. 이때 액정층(140)을 통과하는 광은 좌원 편광이다.
On the other hand, light incident on the transmission region is linearly polarized when passing through the
물론 도면상에 도시하지는 않았지만, 반사-투과형 액정 표시 장치가 투과 모드로 동작할 때는 제2 편광판(180)의 하부에 구비되는 백라이트 어셈블리(미도시)로부터 제공되는 광을 투과창(154)을 경유하여 일정 화상을 디스플레이하는데, 이러한 설명은 상기한 2에서 설명하였으므로 그 설명은 생략한다.Although not shown in the drawings, when the reflection-transmissive liquid crystal display device operates in the transmission mode, the light provided from the backlight assembly (not shown) provided under the second
이처럼, 서로 다른 굴절율을 가진 재료를 여러층 적층하여 굴절율의 차이에 의한 반사특성을 이용한 비흡수 반사 필름(190)을 TFT 어레이 기판(160)과 제2 위상판(170)과의 사이에 구비하므로써, 투과창으로 누설되는 광을 재반사시킬 수 있고, 이에 따라 투과율을 유지함과 함께 반사율을 향상시킬 수 있다.As such, by stacking a plurality of materials having different refractive indices and using a non-absorptive
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 반사-투과형 액정 표시 장치를 설명하기 위한 도면이다.5 is a diagram for describing a reflection-transmissive liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 반사-투과형 액정 표시 장치는 편광판(110), 제1 위상판(120), 컬러 필터 기판(130), 액정층(140), 반사판(152), 투과창(154), TFT 어레이 기판(160), 상부에 마이크로 렌즈(192)가 탑재된 비흡수 반사 필름(190), 제2 위상판(170) 및 편광판(180)을 포함한다. 이때 상기한 도 4에서 설명한 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 번호를 부여하고, 그에 대한 설명은 생략한다.Referring to FIG. 5, the reflective-transmissive liquid crystal display device according to the second exemplary embodiment of the present invention includes a
이때 비흡수 반사 필름(190)에 탑재되는 마이크로 렌즈(192)의 형성 방법은 금형을 이용해 패터닝하는 방법 또는 브레드를 이용하여 형성하는 방법 등이 있다.In this case, a method of forming the
이처럼, 비흡수 반사 필름위에 마이크로 렌즈(192)와 같은 미세 패턴을 형성하므로써, 비흡수 반사 필름(190)에 의해 반사되는 광을 수직 방향으로 몰아주어 반사율 향상을 증대시킬 수 있다. As such, by forming a fine pattern such as the
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 반사-투과형 액정 표시 장치를 설명하기 위한 도면이다.6 is a diagram for describing a reflection-transmissive liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 반사-투과형 액정 표시 장치는 편광판(110), 제1 위상판(120), 컬러 필터 기판(130), 액정층(140), 반사판(152), 투과창(154), TFT 어레이 기판(160), 상부에 비흡수 반사 필름(172)을 탑재하는 제2 위상판(170) 및 편광판(180)을 포함한다. 여기서, 상기한 도 4에서 설명한 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 번호를 부여하고, 그에 대한 설명은 생략한다.Referring to FIG. 6, the reflective-transmissive liquid crystal display according to the third exemplary embodiment of the present invention includes a
특히, 제2 위상판(170)은 폴리 카보나이드, 아르톤(ARTON), S-sina 등의 재료를 이용하여 제조할 수 있는데, 상기한 비흡수 반사 필름(172)은 상기한 제2 위상판(170)과 동일한 재료를 사용하고, 굴절율의 차이를 두어 일체형으로 만든다.In particular, the
이처럼, 비흡수 반사 필름을 λ/4 위상판과 일체화시킬 수 있으므로 투과창으로 누설되는 광을 재반사시켜 투과율을 유지함과 함께 반사율을 향상시킬 수 있다.As such, since the non-absorbing reflective film can be integrated with the λ / 4 phase plate, the light leaking through the transmission window can be reflected back to maintain the transmittance and improve the reflectance.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 반사-투과형 액정 표시 장치를 설명하기 위한 도면이다.7 is a diagram for describing a reflection-transmissive liquid crystal display device according to a fourth embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 반사-투과형 액정 표시 장치는 편광판(110), 제1 위상판(120), 컬러 필터 기판(130), 액정층(140), 반사판(152), 투과창(154), TFT 어레이 기판(160), 제2 위상판(170), 편광판(180) 및 비흡수 반사 필름(190)을 포함한다. 여기서, 상기한 도 4에서 설명한 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 번호를 부여하고, 그에 대한 설명은 생략한다.Referring to FIG. 7, the reflective-transmissive liquid crystal display device according to the fourth embodiment of the present invention includes a
이처럼, 비흡수 반사 필름을 하판 편광판 뒤에 부착하므로써, 투과창으로 누설되는 광을 재반사시켜 투과율을 유지함과 함께 반사율을 향상시킬 수 있다.In this way, by attaching the non-absorbing reflective film behind the lower plate polarizing plate, the light leaking into the transmission window can be reflected back to maintain the transmittance and improve the reflectance.
도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 반사-투과형 액정 표시 장치를 설명하기 위한 도면이다.8 is a diagram for describing a reflection-transmissive liquid crystal display device according to a fifth embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 본 발명의 제5 실시예에 따른 반사-투과형 액정 표시 장치는 편광판(110), 제1 위상판(120), 컬러 필터 기판(130), 액정층(140), 반사판(152), 투과창(154), TFT 어레이 기판(160), 제2 위상판(170) 및 상부에 광택면을 포함하는 편광판(180)을 포함한다. 여기서, 상기한 도 4에서 설명한 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 번호를 부여하고, 그에 대한 설명은 생략한다.Referring to FIG. 8, the reflection-transmissive liquid crystal display according to the fifth embodiment of the present invention includes a
특히, 대부분의 편광판은 표면 반사를 줄이기 위해 안티-리플렉션(AR; Anti-Reflection) 처리나 안티-글레어(AG; Anti-Glare) 처리를 한다. 그러므로, 투과창의 하부에 배치되는 제2 편광판(180)의 상부면에 광택 성분을 키울 수 있는 표면 처리를 하므로써, 반사 모드에서 투과창을 통과하여 백라이트쪽으로 유출되는 광의 손실을 상판 글라스 위쪽으로 재반사시켜 반사율을 향상시킬 수 있다.In particular, most polarizers have an anti-reflection (AR) or anti-glare (AG) treatment to reduce surface reflection. Therefore, by performing a surface treatment to increase the gloss component on the upper surface of the second
이상에서는 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described above with reference to the embodiments, those skilled in the art can be variously modified and changed within the scope of the invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below. I can understand.
이상에서 설명한 바와 같이, 일반적으로 반사-투과형 액정 표시 장치의 반사 모드를 통해 디스플레이 동작을 수행할 때 반사판을 통해서는 정상적인 반사 모드의 동작을 수행하지만, 필수적으로 구비되는 투과창으로는 외부의 입사광이 누설되어 반사 효율이 저감되는 문제가 발생하였으나, 본 발명에 따르면 상기한 투과창을 통해 외부의 입사광이 누설되더라도 서로 다른 굴절율을 갖는 매질을 복수개 적층하여 형성한 투명한 비흡수 반사 필름을 사용하여 재반사시킴으로써 투과율에는 영향을 주지 않으면서도 반사율을 향상시킬 수 있다.As described above, in general, when the display operation is performed through the reflection mode of the reflection-transmissive liquid crystal display device, the reflection plate performs the normal reflection mode operation. Although the leakage caused a problem in that the reflection efficiency was reduced, according to the present invention, even when external incident light leaks through the transmission window, the reflection is re-reflected using a transparent non-absorbing reflective film formed by stacking a plurality of media having different refractive indices. By doing so, the reflectance can be improved without affecting the transmittance.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20120215 Year of fee payment: 5 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |