KR101415573B1 - 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 박막트랜지스터를 포함하며 투과영역과 반사영역이 마련되어 있는 제1기판, 상기 제1기판과 마주하는 제2기판, 상기 양 기판 사이에 위치하는 복굴절 제어(ECB)모드의 액정층을 포함하는 액정패널과; 상기 제1기판의 외면에 부착되어 있으며, 제1편광판을 포함하는 제1광학유닛과; 상기 제2기판의 외면에 부착되어 있으며, 제2편광판과, 상기 제2기판과 상기 제2편광판 사이에 위치하는 보상필름을 포함하는 제2광학유닛을 포함하며, 상기 보상필름은 단일의 λ/2필름만으로 이루어진 것을 특징으로 한다. 이에 의해 제조원가가 저렴하면서도 표시품질이 우수한 액정표시장치가 제공된다.

Description

액정표시장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복굴절 제어(electrically controlled birefringence, ECB) 모드의 액정층을 사용하는 반투과형 액정표시장치에 관한 것이다.
최근 액정표시장치와 유기전계발광장치와 같은 평판표시장치가 많이 사용되고 있다.
이 중 액정표시장치는 휴대폰과 같은 소형 전자제품부터 텔레비전과 같은 대형 전자제품에 폭넓게 사용되고 있다.
이 중 폴더형 휴대폰의 외창과 같이 높은 표시품질을 요구하지 않는 경우에는 컬러-STN(super twisted nematic) 모드의 액정표시장치가 많이 적용되고 있다.
그런데 컬러-STN모드의 액정표시장치는 박막트랜지스터를 사용하지 않는 수동형 모드로서 비록 액정패널의 제조원가는 낮으나, 광학특성을 향상시키기 위해 여러 장의 보상필름을 필요로 한다. 여러 장의 보상필름 사용에 따라 컬러-STN 모드의 액정표시장치는 제조원가가 높으며, 보상필름의 사용에도 불구하고 표시품질은 높지 않은 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 제조원가가 낮으면서도 표시품질이 우수한 액정표시장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은 박막트랜지스터를 포함하며 투과영역과 반사영역이 마련되어 있는 제1기판, 상기 제1기판과 마주하는 제2기판, 상기 양 기판 사이에 위치하는 복굴절 제어(ECB)모드의 액정층을 포함하는 액정패널과; 상기 제1기판의 외면에 부착되어 있으며, 제1편광판을 포함하는 제1광학유닛과; 상기 제2기판의 외면에 부착되어 있으며, 제2편광판과, 상기 제2기판과 상기 제2편광판 사이에 위치하는 보상필름을 포함하는 제2광학유닛을 포함하며, 상기 보상필름은 단일의 λ/2필름만으로 이루어진 액정표시장치에 의하여 달성된다.
상기 투과영역에서 상기 양기판의 간격은 상기 반사영역에서 상기 양 기판의 간격의 약 2배일 수 있다.
상기 투과영역과 상기 반사영역은 상하로 배치되어 있으며, 상기 반사영역은 상기 박막트랜지스터에 인접하게 배치되어 있을 수 있다.
상기 제1편광판은 실질적으로 상기 제1기판의 외면과 접촉할 수 있다.
상기 제1광학유닛은, 상기 제1편광판의 외면과 실질적으로 접촉하며 안티글래어(anti-glare), 안티 리플렉션(anti-reflection), 안티 스크래치(anti-scratch) 또는 하드 코팅(hard coating) 등으로 처리된 제1보호막을 더 포함하며, 상기 제2 광학유닛은, 상기 제2편광판의 외면과 실질적으로 접촉하며 안티글래어(anti-glare), 안티 리플렉션(anti-reflection), 안티 스크래치(anti-scratch) 또는 하드 코팅(hard coating) 등으로 처리된 제2보호막을 더 포함할 수 있다.
상기 제1편광판의 투과축과 상기 액정층의 방향자는 40도 내지 50도를 이룰 수 있다.
상기 λ/2필름의 느린축과 상기 액정층의 방향자는 80도 내지 110도를 이룰 수 있다.
상기 제1편광판의 투과축과 상기 제2편광판의 투과축은 85도 내지 95도를 이룰 수 있다.
상기 λ/2필름은 550nm 파장의 빛에 대하여 위상차값이 240nm 내지 300nm일 수 있다.
상기 액정층의 위상차값은 550nm 파장의 빛에 대하여 상기 투과영역에서 240nm 내지 300nm이며, 상기 반사영역에서 110nm 내지 160nm일 수 있다.
상기 제1기판은, 데이터선 및 상기 반사영역을 정의하는 반사금속층을 포함하는 데이터 배선을 포함할 수 있다.
상기 제2광학유닛은, 상기 λ/2필름과 상기 제2편광판 사이에 위치하는 확산점착층을 더 포함할 수 있다.
상기 목적은 박막트랜지스터를 포함하며, 투과영역과 반사영역이 마련되어 있는 제1기판, 상기 제1기판과 마주하는 제2기판, 상기 양 기판 사이에 위치하는 복굴절 제어(ECB)모드의 액정층을 포함하는 액정패널과; 상기 제1기판의 외면에 부 착되어 있으며, 제1편광판을 포함하는 제1광학유닛과; 상기 제2기판의 외면에 부착되어 있으며, 제2편광판과, 상기 제2기판과 상기 제2편광판 사이에 위치하는 λ/2필름을 포함하는 제2광학유닛을 포함하며, 상기 제1편광판은 상기 제1기판의 외면과 실질적으로 접촉하며, 상기 제λ/2필름의 일면은 상기 제2기판과 실질적으로 접촉하며, 상기 제λ/2필름의 타면은 상기 제2편광판과 실질적으로 접촉하는 액정표시장치에 의하여 달성된다.
상기 투과영역에서 상기 양기판의 간격은 상기 반사영역에서 상기 양 기판의 간격의 약 2배일 수 있다.
상기 투과영역과 상기 반사영역은 상하로 배치되어 있으며, 상기 반사영역은 상기 박막트랜지스터에 인접하게 배치되어 있을 수 있다.
상기 제1편광판의 투과축과 상기 액정층의 방향자는 40도 내지 50도를 이루며, 상기 λ/2필름의 느린축과 상기 액정층의 방향자는 80도 내지 110도를 이루며, 상기 제1편광판의 투과축과 상기 제2편광판의 투과축은 85도 내지 95도를 이룰 수 있다.
상기 λ/2필름은 550nm 파장의 빛에 대하여 위상차값이 240nm 내지 300nm이며, 상기 액정층의 위상차값은 550nm 파장의 빛에 대하여 상기 투과영역에서 240nm 내지 300nm이며, 상기 반사영역에서 110nm 내지 160nm일 수 있다.
상기 제1기판은, 데이터선 및 상기 반사영역을 정의하는 반사금속층을 포함하는 데이터 배선을 포함할 수 있다.
상기 제1광학유닛은 상기 제1편광판의 외면과 실질적으로 접촉하는 제1보호 막을 더 포함하며, 상기 2광학유닛은 상기 제2편광판의 외면과 실질적으로 접촉하는 제2보호막을 더 포함할 수 있다.
상기 제1보호막 및 상기 제2 보호막은 안티글래어(anti-glare), 안티 리플렉션(anti-reflection), 안티 스크래치(anti-scratch) 또는 하드 코팅(Hard Coating) 처리될 수 있다.
본 발명에 따르면 제조원가가 낮으면서도 표시품질이 우수한 액정표시장치가 제공된다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대하여 설명한다.
여러 실시예에 있어서 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조번호를 부여하였으며, 동일한 구성요소에 대하여는 제1실시예에서 대표적으로 설명하고 다른 실시예에서는 생략될 수 있다.
본 발명에서 어떤 두 개의 구성요소가 '실질적으로 접촉한다'는 것은 양 구성요소 사이에 다른 구성요소가 없는 경우뿐 아니라 양 구성요소 사이에 접착층 또는 접착필름이 위치하는 경우도 포함한다. 또한 어떤 판 또는 필름 형상의 구성요소의 '외면'은 그 구성요소의 양면 중 액정층으로부터 상대적으로 먼 면을 의미한다.
도 1 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 표시장치를 설명한다.
도 2를 보면 표시장치(1)는 액정표시패널(10), 제1광학유닛(400) 및 제2광학유닛(500)을 포함한다. 도시하지는 않았지만 표시장치(1)는 제1광학유닛(400) 하부에 위치하는 백라이트 유닛을 더 포함한다.
액정표시패널(10)은 박막트랜지스터(T)가 형성되어 있는 제1기판(100), 제1기판(100)과 대향하는 제2기판(200), 양 기판(100, 200) 사이에 위치하는 액정층(300)을 포함한다.
제1광학유닛(400)은 제1기판(100)의 외면에 부착되어 있으며, 제2광학유닛(500)은 제2기판(200)의 외면에 부착되어 있다.
우선, 도 1 및 도 2를 참조하여 제1기판(100)에 대하여 설명하면 다음과 같다.
제1절연기판(111) 위에 게이트 배선(121, 122)이 형성되어 있다. 게이트 배선(121, 122)은 가로 방향으로 뻗어 있는 게이트선(121) 및 게이트선(121)에 연결되어 있는 게이트 전극(122)을 포함한다. 도시하지는 않았지만 게이트 배선(121, 122)은 저장용량 형성을 위한 저장용량선을 더 포함할 수 있다.
제1절연기판(111) 위에는 실리콘 질화물(SiNx) 등으로 이루어진 게이트 절연막(131)이 게이트 배선(121, 122)을 덮고 있다.
게이트 전극(122)의 게이트 절연막(131) 상부에는 비정질 실리콘 등의 반도체로 이루어진 반도체층(132)이 형성되어 있으며, 반도체층(132)의 상부에는 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 실리콘 등의 물질로 만들어진 저항 접촉층(133)이 형성되어 있다. 소스전극(142)과 드레인 전극(143) 사이의 채 널부에서는 저항 접촉층(133)이 제거되어 있다.
저항 접촉층(133) 및 게이트 절연막(131) 위에는 데이터 배선(141, 142, 143)이 형성되어 있다. 데이터 배선(141, 142, 143)은 세로방향으로 형성되어 게이트선(121)과 교차하여 화소를 정의하는 데이터선(141), 데이터선(141)의 분지이며 저항 접촉층(143)의 상부까지 연장되어 있는 소스전극(142), 소스전극(142)과 분리되어 있으며 소스전극(142)의 반대쪽 저항 접촉층(133) 상부에 형성되어 있는 드레인 전극(143)을 포함한다.
데이터 배선(141, 142, 143) 및 이들이 가리지 않는 반도체층(132)의 상부에는 보호막(151)이 형성되어 있다. 보호막(151)은 실리콘 질화물(SiNx) 등으로 이루어져 있으며 드레인 전극(143)을 드러내는 접촉구(152)가 형성되어 있다. 접촉구(152)는 후술하는 유기막(161)에도 형성되어 있다.
보호막(151) 상에는 유기막(161)이 형성되어 있다. 유기막(161)은 감광물질의 코팅, 노광 및 현상을 통해 제조될 수 있다. 유기막(161)은 게이트 절연막(131) 및 보호막(151) 보다 두껍게 형성되어 있다.
유기막(161)은 백라이트 유닛의 빛이 통과하는 투과영역에서는 일부가 제거되어 있으며, 외부의 빛이 반사되는 반사영역에는 표면이 렌즈형태로 형성되어 있다. 렌즈 형태는 반구형상일 수 있다.
반사영역의 유기막(161) 상에는 반사금속층(171)이 형성되어 있다. 반사금속층(171)은 알루미늄, 은 또는 알루미늄-몰리브덴 합금과 같이 반사율이 우수한 금속으로 이루어질 수 있다. 반사금속층(171)은 렌즈형태의 유기막(161) 상에 형성되 어 있기 때문에 역시 렌즈형태로 요철을 가지고 있다.
반사금속층(171)은 화소의 하부에 위치하면서 드레인전극(143)을 덮고 있다. 따라서 각 화소의 반사영역은 박막트랜지스터(T)에 가깝게 화소의 하부영역에 마련된다. 반사금속층(171)은 접촉구(152)를 통해 드레인 전극(143)과 직접 접촉한다.
유기막(161) 및 반사금속층(171) 상에는 화소전극(180)이 형성되어 있다. 화소전극(180)은 통상 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide)등의 투명한 도전물질로 이루어진다. 화소전극(181)은 반사금속층(171)을 통해 드레인 전극(143)과 전기적으로 연결되어 있다.
한편 다른 실시예에서는 화소전극(181)이 반사금속층(171)의 하부에 위치하면서 드레인 전극(143)과 직접 접촉할 수 있다.
이어 도 2를 참조하여 제2기판(200) 및 액정층(300)에 대하여 설명한다.
제2절연기판(211) 위에 블랙매트릭스(221)가 형성되어 있다. 블랙매트릭스(221)는 일반적으로 적색, 녹색 및 청색 필터 사이를 구분하며, 제1기판(100)에 위치하는 박막트랜지스터(T)로의 직접적인 광조사를 차단하는 역할을 한다. 블랙매트릭스(221)는 통상 검은색 안료가 첨가된 감광성 유기물질로 이루어져 있다. 상기 검은색 안료로는 카본블랙이나 티타늄 옥사이드 등을 사용한다.
컬러필터(231)는 블랙매트릭스(221)를 경계로 하여 적색, 녹색 및 청색 필터가 반복되어 형성된다. 컬러필터(231)는 백라이트 유닛(도시하지 않음)으로부터 조사되어 액정층(300)을 통과한 빛에 색상을 부여하는 역할을 한다. 컬러필터(231)는 통상 감광성 유기물질로 이루어져 있다.
컬러필터(231)와 컬러필터(231)가 덮고 있지 않은 블랙매트릭스(221)의 상부에는 오버코트층(241)이 형성되어 있다. 오버코트층(241)은 컬러필터(231)를 평탄화하면서, 컬러필터(231)를 보호하는 역할을 한다. 오버코트층(241)은 감광성 아크릴계 수지일 수 있다.
오버코트층(241)의 상부에는 공통전극(251)이 형성되어 있다. 공통전극(251)은 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide)등의 투명한 도전물질로 이루어진다. 공통전극(251)은 제1기판(100)의 화소전극(161)과 함께 전계를 형성하여 액정층(300)을 구동시킨다.
액정층(300)은 복굴절 제어(ECB) 모드이며, 공통전극(251)과 화소전극(181)이 형성하는 전계에 따라 배열이 변화한다. 액정층(300)을 통과하는 빛의 투과율은 액정층(300)의 배열에 따라 투과율이 정해진다.
ECB모드에서 액정층(300)은 기판(100, 200)에 대하여 수평배향을 하며, 배향각도는 0도이며, 양 기판(100, 200)에 대하여 안티패러럴 배향을 한다. 수직전계를 가하면 액정층(300)의 액정분자는 2차원운동을 하여 빠른 응답속도를 가진다. 반면 배향막에 프리틸트가 형성되어 있는 경우에는 대비비(contrast ratio)는 다소 낮아 질 수 있다.
도시하지는 않았지만 제1기판(100) 및 제2기판(200)에는 각각 액정층(300)과 직접 접하는 배향막이 형성되어 있다. 배향막에 의해 액정층(300)은 일정한 방향의 방향자(director)를 가지고 있다. 방향자는 러빙공정을 통해 형성될 수 있으며, 러빙은 제1기판(100)과 제2기판(200)에 서로 반대방향이며 평행하게 즉 안티 패럴 럴(antiparallel)하게 이루어질 수 있다. 배향막의 표면이 일부 들려 프리틸트 각을 형성할 수도 있다.
한편 투과영역에서 제거된 유기층(161)에 의해 투과영역에서의 액정층(300)의 두께(d1)는 반사영역에서의 액정층(300)의 두께(d2)보다 크게 되며, 약 2배일 수 있다. 액정층(300)의 복굴절율(Δ n)과 셀갭(d)으로 표현되는 액정층(300)의 위상차값(Δ nd)은 550nm의 빛에 대하여 투과영역에서는 240nm 내지 300nm이며, 반사영역에서는 110nm 내지 160nm일 수 있다. 여기서 셀갭(d)은 액정층(300)의 두께를 나타낸다.
도 3을 참조하여 제1광학유닛(400)을 설명한다.
제1광학유닛(400)은 제1편광판(420)과 제1보호막(430)을 포함하며, 보상필름은 포함하지 않는다. 이 외에 제1광학유닛(400)은 제1편광판(420)과 제1절연기판(111)을 부착시키기 위한 접착층(441)을 더 포함한다.
제1편광판(420)은 순차적으로 위치하는 제1트리아세테이트 셀룰로오스 필름, 폴리비닐알콜필름 및 제2트리아세테이트 셀룰로오스 필름을 포함할 수 있다. 폴리비닐알콜필름은 편광 매질로서 일정방향으로 연신되어 있어 원하는 한쪽 방향으로 진동하는 빛만을 통과시킨다. 트리아세테이트 셀룰로오스 필름는 편광매질의 내구성, 기계적 강도, 내열성, 내습성을 향상시킨다.
제1보호막(430)은 안티글래어(anti-glare), 안티 리플렉션(anti-reflection), 안티 스크래치(anti-scratch) 또는 하드 코팅 등으로 처리되어 있을 수 있다. 하드 코팅은 수십 nm의 두께로 형성될 수 있다.
도 4를 참조하여 제2광학유닛(500)을 설명한다.
제2광학유닛(500)은 λ/2필름(510), 제2편광판(520) 및 제2보호막(530)을 포함한다. 이 외에 제2광학유닛(500)은 λ/2필름(510)과 제2절연기판(211)을 접착시키기 위한 접착층(541)과 λ/2필름(510)과 제2편광판(520)을 접착시키기 위한 접착층(542)을 더 포함한다. 제2광학유닛(500)은 보상필름으로서 단일의 λ/2필름(510)만을 포함한다.
제2편광판(520)의 구조는 제1편광판(410)의 구조와 동일할 수 있으며, 반복설명은 생략한다.
제2보호막(530)은 안티글래어(anti-glare), 안티 리플렉션(anti-reflection), 안티 스크래치(anti-scratch) 또는 하드 코팅 등으로 처리되어 있을 수 있다.
λ/2필름(510)의 위상차값은 550nm파장의 빛에 대하여 240nm 내지 300nm이다.
도 5를 참조하여 편광판(420, 520)의 투과축, 액정층(300)의 방향자 및 λ/2필름(510)의 느린축(slow axis)의 관계를 설명한다.
도 5는 액정표시장치(1)를 위에서 내려다 본 상태이며 제1편광판(420)의 투과축(C)은 3시 방향이다.
제1편광판(420)의 투과축(C)과 액정층(300)의 방향자(E)가 이루는 각(θ1)은 40도 내지 50도이며, λ/2필름(510)의 느린축(F)과 액정층(300)의 방향자(E)가 이루는 각(θ2)은 80도 내지 110도이며, 제1편광판(420)의 투과축(C)과 제2편광 판(520)의 투과축(D)이 이루는 각(θ3)은 85도 내지 95도이다.
이상 설명한 액정표시패널(10)는 반사영역과 투과영역을 가진 반투과형이며, 빛의 흐름을 설명하면 다음과 같다.
백라이트 유닛(미도시)에서 투과영역으로 진행된 빛은 제1광학유닛(400), 제1기판(100), 액정층(300), 제2기판(200) 및 제2광학유닛(500)을 거쳐 외부로 출사된다. 이 과정에서 액정층(300)을 거치면서 투과량이 조절되고, 컬러 필터(231)를 거치면서 색상이 부여되며 λ/2필름(510)과 양 편광판(420, 520)를 거치면서 위상차가 보상된다.
백라이트 유닛에서 반사영역으로 진행된 빛은 반사금속층(171)에 의해 다시 백라이트 유닛으로 진행한 후 리사이클링된다.
외부로부터 제2광학유닛(500) 및 제2기판(200)을 거쳐 반사영역으로 입사된 빛은 반사금속층(171)에 의해 반사되어 다시 제2기판(200) 및 제2광학유닛(500)을 거쳐 외부로 출사된다. 이 과정에서 액정층(300)을 거치면서 투과량이 조절되고, 컬러 필터(230)를 거치면서 색상이 부여되며, λ/2필름(510)과 제2편광판(520)를 거치면서 위상차가 보상된다.
도 6 내지 도 9는 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치(1)의 광학특성에 대한 시뮬레이션 결과이다. 시뮬레이션 결과는 액정층(300), 편광(420, 520) 및 λ/2필름(510)의 최적 조건을 가정하여 실시하여 얻은 것이다. 실제 적용에서는 각각 고유의 마진차이가 있을 수 있고, 예상가능한 적정치를 청구항의 수치로 작성하였다.
시뮬레이션에서 사용된 액정층(300)의 위상차값(Δ nd)은 550nm의 빛에 대하여 투과영역에서는 285nm, 반사영역에서는 142nm, λ/2필름(510)의 위상차값은 550nm파장의 빛에 대하여 275nm로 설정하였다. 제1편광판(420)의 투과축(C)과 액정층(300)의 방향자(E)가 이루는 각(θ1)은 45도, λ/2필름(510)의 느린축(F)과 액정층(300)의 방향자(E)가 이루는 각(θ2)는 90도, 제1편광판(420)의 투과축(C)과 제2편광판(520)의 투과축(D)이 이루는 각(θ3)은 90도로 설정하였다.
도 6은 파장에 따른 계조 특성을 나타낸 것이다. 고계조에서의 계조 반전(gray inversion)은 있지만, 일반적인 TN(twisted nematic)모드와 동등한 수준이며 컬러-STN모드보다는 우수하다.
도 7은 전압에 따른 투과율을 나타낸 것이다. 전압이 인가되지 않은 경우 검은 색 화면을 표시하는 노말리 블랙(normally black)이 잘 구현되고 있으며, 투과율이 40%이상임을 알 수 있다. 대비비는 3500:1 정도이다.
도 8은 전압에 따른 반사율을 나타낸 것이다. 전압이 인가되지 않은 경우 검은 색 화면을 표시하는 노말리 블랙(normally black)이 잘 구현되고 있으며, 투과율이 40%이상임을 알 수 있다. 대비비는 30:1정도이다.
한편, 투과모드에서의 대비비를 1500:1 정도로 할 경우 반사모드에서의 대비비는 100:1 정도를 얻을 수 있다.
도 9는 시야각 특성을 나타낸 것으로 대비비 10:1기준의 경우와 대비비 100:1기준의 경우를 나타내었다. 폴더형 휴대폰의 외창과 같은 모바일 기기에서는 동시에 여러 사람이 화면을 보는 경우가 드물기 때문에 시야각이 문제되지 않는다. 오히여 시야각이 좁은 제품을 선호하는 사용자도 있다. 통상적으로 시야각 기준이 되는 대비비 10:1기준의 경우를 보면 시뮬레이션 결과 상하좌우 40도 정도의 시야각 확보가 가능함을 확인하였다.
이외에 계조별 컬러 특성 역시 컬러-STN모드보다 우수함을 확인하였다.
다음 표 1은 휴대폰 제조업체에서 폴더형 휴대폰의 외창에 사용되는 컬러-STN에 요구하는 사양과 본 발명에 따른 액정표시장치(1)의 사양을 비교한 것이다. 표 1에서 본 발명에 따른 실시예의 데이터 값은 실측을 통해 얻은 값이다. 실시예에서 투과모드시의 개구율을 약 28%이며, 반사모드시의 개구율은 약 53%이다.
표 1
항목 요구 사양 실시예
투과율 최소값 1.9%,
대표값 2.8%		 대표값 4%
반사율 최소 3.6% 최소 4%
투과모드 대비비 최소 12:1 최소 200:1
반사모드 대비비 최소 4.5:1 최소 6:1
반응 속도 최대 222ms
대표값 207ms		 최대 35ms
대표값 30ms
표 1에서의 투과율과 반사율은 도 7 및 도 8에서와 달리 제1기판(100)의 개구율, 편광판(420, 520)에서의 빛 손실 및 컬러필터(221)에서의 빛 손실 등을 감안한 것이다.
표 1에서 보면 본 발명에 따른 액정표시장치는 요구사양을 모두 만족시키며 특히 반응속도에서는 종래 듀얼 디스플레이의 외창에 사용되는 컬러-STN모드의 액정표시장치에 비하여 월등함을 알 수 있다.
본 발명에 따른 액정표시장치(1)는 보상필름으로서 λ/2필름(510) 하나만을 사용한다. 보상필름은 고가이기 때문에 종래 컬러 STN모드와 같이 보상필름을 여러 장 사용할 경우 제조원가가 크게 증가한다. 본 발명에서는 보상필름으로서 λ/2필름(510) 하나만을 사용하기 때문에 종래 컬러 STN모드와 가격경쟁이 가능하며, 표시품질은 컬러 STN모드보다 우수하다.
도 10 및 도 11을 참조하여 본 발명의 제2실시예에 따른 액정표시장치를 설명하며, 제1실시예와 상이한 부분을 중심으로 설명한다.
데이터 배선(141, 142, 143)은 반사영역에 마련되어 있는 데이터 반사금속층(144)을 포함한다. 반면 별도의 반사금속층은 마련되어 있지 않다. 데이터 반사금속층(144)은 외부에 입사된 빛을 반사시키는 역할을 한다. 데이터 반사금속층(144)은 제1절연기판(111)과 직접 접촉하고 있으며 렌즈형태는 아니다.
데이터 반사금속층(144)의 반사특성 확보를 위해 데이터 배선(141, 142, 143)은 Al/Cr의 이중층 또는 Ti/Al/Ti의 삼중층을 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 반사특성이 우수한 금속을 단일층 혹은 복수층 사용할 수 있다.
본 실시예에서는 투과영역이 박막트랜지스터(T)에 인접하여 화소의 하부에 형성된다. 다른 실시예에서는 제1실시예와 같이 반사영역이 박막트랜지스터(T)에 인접하여 화소의 하부에 형성될 수 있다.
제2광학 유닛(500)의 접착층(542)은 확산접착층으로 마련되어 있다. 즉 접착층(542) 내에 확산입자가 산점되어 있어 입사되는 빛을 확산시키는 것이다. 즉 접착층(542)이 제1실시예에서 유기막(161) 역할을 하며, 제2실시예에서는 제1기판(100)에 유기막이 형성되어 있지 않다.
제2실시예에 따른 액정표시장치(1)에서는 제1기판(100)의 제조원가가 크게 절감된다. 즉 제1실시예에서의 유기막(161) 형성을 위한 공정과 반사금속층(171) 형성을 위한 공정이 생략되는 것이다. 이에 따라 액정표시장치(1)의 제조원가는 더욱 낮아지고, 종래 컬러 STN모드에 대한 가격경쟁력이 증가한다.
도 12는 본 발명에 따른 액정표시장치를 포함하는 전자기기를 나타낸 사시도이다.
도시한 전자기기(600)는 폴더형 핸드폰으로서 키패드(611)가 마련되어 있는 본체부(610)와, 본체부(610)에 회동가능하게 연결되어 있으며 화면을 표시하는 디스플레이부(620)로 이루어져 있다.
디스플레이부(620)는 개방하였을 때 화면을 표시하며 비교적 크기가 큰 내창(621)과 폐쇄하였을 때 화면을 표시하며 비교적 크기가 작은 외창(622)을 포함한다.
본 발명에 따른 액정표시장치(1)는 디스플레이부(620)의 외창(622)으로 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 액정표시장치(1)는 제조원가가 낮아 전자기기(600)의 제조비를 낮추면서도, 우수한 표시품질을 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 액정표시장치(1)는 폴더형 핸드폰 이외에 MP3플레이어의 표시창과 같은 휴대용 기기의 디스플레이부로 적절하다.
비록 본 발명의 몇몇 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 의도에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 본발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치의 배치도이고,
도 2는 도 1의 II-II를 따른 단면도이고,
도 3은 도 2의 A부분의 확대도이고,
도 4는 도 2의 B부분의 확대도이고,
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치에서 편광판의 투과축, 액정층의 방향자 및 λ/2필름의 느린 축의 관계를 설명하기 위한 도면이고,
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치에서 파장에 따른 계조별 투과특성을 나타낸 그래프이며,
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치에서 투과모드시 전압에 따른 투과율을 나타낸 그래프이며,
도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치에서 반사모드시 전압에 따른 반사율을 나타낸 그래프이며,
도 9는 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치에서 시야각 특성을 나타낸 그래프이며,
도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 액정표시장치의 단면도이고,
도 11은 도 10의 G부분의 확대도이고,
도 12는 본 발명에 따른 액정표시장치를 장착한 전자기기를 나타낸 도면이다.

Claims (20)

  1. 박막트랜지스터를 포함하며 투과영역과 반사영역이 마련되어 있는 제1기판, 상기 제1기판과 마주하는 제2기판, 상기 양 기판 사이에 위치하는 복굴절 제어(ECB)모드의 액정층을 포함하는 액정패널과;
    상기 제1기판의 외면에 부착되어 있으며, 제1편광판을 포함하는 제1광학유닛과;
    상기 제2기판의 외면에 부착되어 있으며, 제2편광판과, 상기 제2기판과 상기 제2편광판 사이에 위치하는 보상필름을 포함하는 제2광학유닛을 포함하며,
    상기 보상필름은 단일의 λ/2필름만으로 이루어지고,
    상기 제1편광판의 투과축과 상기 액정층의 방향자는 40도 내지 50도를 이루는 액정표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 투과영역에서 상기 양기판의 간격은 상기 반사영역에서 상기 양 기판의 간격의 2배인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 투과영역과 상기 반사영역은 상하로 배치되어 있으며, 상기 반사영역은 상기 박막트랜지스터에 인접하게 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1편광판은 상기 제1기판의 외면과 접촉하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1광학유닛은,
    상기 제1편광판의 외면과 접촉하며 안티글래어(anti-glare), 안티 리플렉션(anti-reflection), 안티 스크래치(anti-scratch) 또는 하드 코팅(hard coating) 등으로 처리된 제1보호막을 더 포함하며,
    상기 제2광학유닛은,
    상기 제2편광판의 외면과 접촉하며 안티글래어(anti-glare), 안티 리플렉션(anti-reflection), 안티 스크래치(anti-scratch) 또는 하드 코팅(hard coating) 등으로 처리된 제2보호막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 λ/2필름의 느린축과 상기 액정층의 방향자는 80도 내지 110도를 이루 는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1편광판의 투과축과 상기 제2편광판의 투과축은 85도 내지 95도를 이루는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 λ/2필름은 550nm 파장의 빛에 대하여 위상차값이 240nm 내지 300nm인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 액정층의 위상차값은 550nm 파장의 빛에 대하여 상기 투과영역에서 240nm 내지 300nm이며, 상기 반사영역에서 110nm 내지 160nm인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1기판은,
    데이터선 및 상기 반사영역을 정의하는 반사금속층을 포함하는 데이터 배선을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제2광학유닛은,
    상기 λ/2필름과 상기 제2편광판 사이에 위치하는 확산점착층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  13. 박막트랜지스터를 포함하며, 투과영역과 반사영역이 마련되어 있는 제1기판, 상기 제1기판과 마주하는 제2기판, 상기 양 기판 사이에 위치하는 복굴절 제어(ECB)모드의 액정층을 포함하는 액정패널과;
    상기 제1기판의 외면에 부착되어 있으며, 제1편광판을 포함하는 제1광학유닛과;
    상기 제2기판의 외면에 부착되어 있으며, 제2편광판과, 상기 제2기판과 상기 제2편광판 사이에 위치하는 λ/2필름을 포함하는 제2광학유닛을 포함하며,
    상기 제1편광판은 상기 제1기판의 외면과 접촉하며,
    상기 제λ/2필름의 일면은 상기 제2기판과 접촉하며,
    상기 제λ/2필름의 타면은 상기 제2편광판과 접촉하고,
    상기 제1편광판의 투과축과 상기 액정층의 방향자는 40도 내지 50도를 이루는 액정표시장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 투과영역에서 상기 양기판의 간격은 상기 반사영역에서 상기 양 기판의 간격의 2배인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 투과영역과 상기 반사영역은 상하로 배치되어 있으며, 상기 반사영역은 상기 박막트랜지스터에 인접하게 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 λ/2필름의 느린축과 상기 액정층의 방향자는 80도 내지 110도를 이루며,
    상기 제1편광판의 투과축과 상기 제2편광판의 투과축은 85도 내지 95도를 이루는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 λ/2필름은 550nm 파장의 빛에 대하여 위상차값이 240nm 내지 300nm이며,
    상기 액정층의 위상차값은 550nm 파장의 빛에 대하여 상기 투과영역에서 240nm 내지 300nm이며, 상기 반사영역에서 110nm 내지 160nm인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제1기판은,
    데이터선 및 상기 반사영역을 정의하는 반사금속층을 포함하는 데이터 배선을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 제1광학유닛은,
    상기 제1편광판의 외면과 접촉하는 제1보호막을 더 포함하며,
    상기 제2광학유닛은,
    상기 제2편광판의 외면과 접촉하는 제2보호막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제1보호막 및 상기 제2 보호막은 안티글래어(anti-glare), 안티 리플렉션(anti-reflection), 안티 스크래치(anti-scratch) 또는 하드 코팅(Hard Coating) 처리된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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